ISSN 0187- 4705 Suplemento especial Avances...

2017Avances

neurofisiológicos y moleculares en el estudio

de la

Epilepsia

Suplemento especial

ARCHIVOS DE NEUROCIENCIASISSN 0187- 4705

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Las epilepsias son un problema de salud para la población mundial, y México no es la excepción. Podemos dimensionarlo a partir de las variaciones en varios indicadores importantes: la esperanza de vida es menor que en la población general; la mortalidad asociada a epilepsia supera 2 a 3 veces la esperada por grupo de edad, en particular en mayores de 70 años. La tasa de mortalidad asociada a epilepsia en el continente americano es de 0.84/ 100 mil habitantes, pero en Norteamérica (EUA, Canadá) es de 0.5 y en América Latina y el Caribe de 1.04 es decir el doble1. La prevalencia de las epilepsias en México, de acuerdo al censo del INEGI 2015 para una población de 121 millones de habitantes, es de 2 millones de personas.

A nivel global la Organización Mundial de la Salud señala inequidades entre las diferentes regiones y países, estimando que de los 60 millones de personas que padecen algún tipo de epilepsia, sólo el 10%, es decir 6 millones, reciben un tratamiento médico adecuado. El resto se encuentran en los países en desarrollo o subdesarrollo, en Asia, América latina el caribe, y África principalmente, en donde el acceso a medicamentos apropiados no llega al 20% 2.

El Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía Manuel Velasco Suárez celebró el simposio “Avances neurofisiológicos y moleculares en el estudio de la epilepsia” en el marco de la Reunión Anual de Investigación 2017. De las conferencias presentadas en éste foro, se publican aquí como artículos de revisión, diversos temas clínicos, epidemiológicos y de ciencia básica, en el suplemento de la revista Archivos de Neurociencias. Es nuestro deseo que los lectores reciban ésta valiosa información, la analicen y nos hagan llegar sus opiniones. Nuestros objetivos son siempre mejorar la calidad de atención a los enfermos, aportar al conocimiento científico y preparar mejor a nuestros alumnos. Si trabajos arduamente en ello, contribuiremos en el fortalecimiento de nuestra Institución, y ayudaremos a combatir las inequidades sociales.

Miguel Ángel Celis LópezPresidente

Las Epilepsias

(1) Informe sobre la Epilepsia en America Latina y el Caribe OPS/OMS, Washington DC,2013(2) Rubio Donnadieu y colaboradores. Epilepsia, Alfil Ed. 2016 (ISBN 978-607-741-168-0).

Epidemiología de la epilepsia

Genética de la epilepsia: experiencia en el INNN

Aspectos clínicos de la epilepsia farmacorresistente

Neuromodulación no invasiva en epilepsia: estimulación eléctrica transcraneal por corriente directa

Cirugía de epilepsia: procedimientos quirúrgicos en la epilepsia de difícil control

Epilepsias refractarias: glicoproteína-P y su relación entre farmacorresistencia y epileptogénesis

Hallazgos neuropatológicos de pacientes pediátricos sometidos a cirugía de epilepsia en un hospital de referencia nacional

Dietas de restricción calórica y epilepsia

Epileptogénesis experimental: estudios in vitro en un modelo animal

La capa granular cerebelosa en la epilepsia

Actividad epiléptica y células de Purkinje

Transportadores ABC y receptores NMDA en epilepsia

Kindling y plasticidad neuronal

Avances neurofisiológicos y moleculares en el estudio de la epilepsia

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Arch Neurocien (Mex) INNN - 2017

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Epidemiología de la epilepsiaMa. Lucinda Aguirre Cruz1, Dora Luz de la Cruz Aguilera1, Citlali E. Rodríguez Pérez1, José E. Pablo Gopar1, 2.

1Laboratorio de Neuroinmunoendocrinología.2Subdirección de Neurocirugía. Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía.

*Correspondencia: Ma. Lucinda Aguirre Cruz, Laboratorio de Neuroinmunoendocrinología. Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía. Insurgentes Sur 3877, Col. La Fama, Delegación Tlalpan, 14269, Ciudad de México, México. Email: [email protected]

Resumen

La epilepsia es una patología conocida desde tiempos remotos. Afecta a gente de todas las edades, sin límites raciales, sociales o geográficos. Constituye un problema de salud pública importante, no sólo por su elevada prevalencia, sino también por sus implicaciones particulares a nivel individual, familiar y social. Su incidencia y prevalencia global varían en relación a la edad, sexo, raza, nivel socioeconómico, comorbilidades, estado de salud, procedimientos de registro, definiciones y otros factores. Se estima que a nivel mundial existen alrededor de 70 millones de gente con epilepsia y 2.4 millones de nuevos casos por año. Parece ser más prevalente en hombres que en mujeres, pero no hay diferencia en estadística significativa de su incidencia entre géneros. Su prevalencia e incidencia es mayor en países subdesarrollados que en los desarrollados, en donde es más prevalente en las áreas rurales que en las urbanas. La mortalidad en los pacientes con epilepsia es mayor a la de la población general. Del mismo modo, los casos raros de muerte súbita en la población epiléptica exceden la proporción esperada de los mismos en la población general. Se han descrito diversas alteraciones genéticas asociadas a tipos específicos de epilepsia, que sin duda ayudarán para proporcionar consejo genético y permitirán avanzar en el conocimiento de la enfermedad. La continuidad de los estudios y vigilancia epidemiológicos ampliarán nuestro conocimiento y entendimiento de los mecanismos epileptogénicos y apoyará el establecimiento de nuevas políticas de salud para prevenirla.

Palabras clave: epilepsia, epidemiología, crisis epilépticas, prevalencia.

Vol. 22 • Suplemento especial • Epilepsia •7 •archivosdeneurociencias.com


Epidemiology of epilepsy

Abstract

Epilepsy is a pathology known from ancient times. It affects people of all ages, without racial, social or geographic limits. This condition is a Public health problem, not only by its high prevalence, but also by its particular individual, familial and social implications. The global prevalence and incidence of epilepsy changes in relation to age, sex, race, socioeconomic level, comorbidities, health conditions, procedures of register, definitions and other factors. Worldwide, there is 70 million people and 2.4 million new cases of epilepsy. Studies related to sex, show a higher prevalence in males than women, but a similar incidence in both sexes. Prevalence and incidence of this condition is higher in low income countries, being in the last ones higher in the rural areas than in urban ones. Mortality in people with epilepsy than that in the general population; and the rare cases of the sudden unexpected death are more numerous in epileptic subjects than that expected un individuals of the general population. Different genetic alterations associated to specific types of epilepsy have been reported which will undoubtedly help provide genetic counseling and enable the advancement of knowledge of the disease. The continuity of epidemiological studies and surveillance of epilepsy will broaden our knowledge and understanding of epileptogenic mechanisms and will support the establishment of appropriate health policies to prevent it.

Key words: epilepsy, epidemiology, epileptic seizures, prevalence.

Arch Neurocien (Mex) INNN - 2017 Ma. Lucinda Aguirre Cruz, et al.


Aspectos históricos

La epilepsia es tan antigua como la humanidad. Sus primeras descripciones se encuentran en: los textos de la medicina ayurvédica de la India1, las tablas de arcilla de Mesopotamia (de 3000 a 539 años a. C)2, 3 y los tratados hipocráticos y romanos4, 5 (figura 1).

Figura 1. Tabla de arcilla en acadio sobre epilepsia, que forma parte de las cuarenta tablas de arcilla del Manual diagnóstico neo-babilónico (años 626-539 a. C), de la colección del Museo Británico de Londres (BM47753).

Definiciones

EpilepsiaLa epilepsia es una enfermedad multiforme caracterizada por recurrencia espontánea de crisis epilépticas, originadas por una descarga eléctrica excesiva, anormal y simultánea de miles de neuronas.

Etimológicamente, proviene de la palabra griega "epilambaneim", que significa "ser agarrado o atacado". Las crisis pueden tener manifestaciones motoras, sensitivas, psíquicas o autónomas, o una combinación de ellas. En 2014, la Liga Internacional contra la Epilepsia definió a la enfermedad por la presentación de al menos dos crisis no provocadas (o reflejas) separadas por más de 24 hs; o una crisis no provocada y una probabilidad de crisis ulteriores, similares al riesgo de recurrencia general (en al menos 60%) después de dos crisis no provocadas que ocurran en los 10 años subsecuentes6.

La documentación de las epilepsias requiere de homogeneidad en la nomenclatura de la enfermedad, siendo importante distinguir las crisis epilépticas (y los eventos parecidos a ellas, tales como síncopes, tics, espasmos del sollozo, ataques isquémicos transitorios y eventos relacionados con la salud mental. Una vez que la entidad clínica ha sido identificada como una crisis epiléptica debe determinarse si esta es: provocada (e. g. febril en los neonatos, aguda sintomática (causada por un daño directo en el cerebro por evento vascular, encefalitis o un tumor), no provocada (cuando no existe causa inmediata, sistémica o focal, aunque frecuentemente se asocia a un antecedente que se considera un factor de riesgo) o recurrente no provocada. Otros términos importantes para caracterizar la epilepsia son: epilepsia activa, epilepsia en remisión, los cuales son opuestos entre sí7; y epilepsia de por vida. Otras definiciones importantes a considerar en los estudios epidemiológicos de epilepsia incluyen los términos: prevalencia, incidencia, ajuste de edad, tipo de crisis y causas8.PrevalenciaLa prevalencia de una enfermedad es el número total de sujetos que tienen cierta enfermedad en un punto en particular.


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La prevalencia en epilepsia puede ser puntual, activa o de por vida.

IncidenciaEs el número de casos nuevos de epilepsia sobre un periodo de tiempo específico (nuevos casos por 100,000 personas por año).

Ajuste de edadLa incidencia y prevalencia de la población total no puede ser comparada a menos que la estructura de las edades de las poblaciones que se comparan sea igual.

Tipo de crisisParciales (focales) o generalizadas

CausasLos estudios epidemiológicos de la epilepsia deben contemplar un amplio rango de categorías que incluye: idiopáticas, sintomáticas y criptogénicas. Las idiopáticas tienen una base genética y por lo general, comienzan en la infancia. Las sintomáticas se desencadenan por daño cerebral y en las criptogénicas no se conoce la causa.

Epidemiología

La epidemiología de las epilepsias en el mundo varía en relación a edad, sexo, comorbilidades y otros factores. Se estima que existen alrededor de 70 millones de gente con epilepsias, de los cuales el 80% provienen de regiones en desarrollo, pero con base al reporte de la OMS de 2001, las epilepsias figuran entre las enfermedades no transmisibles de mayor prevalencia. Ngugi, et al; en 2010, publicaron un meta-análisis de estudios de base poblacional sobre prevalencia de epilepsia. Este estudio reporta

que en países desarrollados, hay una prevalencia media de epilepsia de toda la vida (LTE, lifetime epilepsy) de 5.8 por 1,000 comparado con 15.4 por 1,000 para áreas rurales y 10.3 por 1,000 para áreas urbanas en países en desarrollo. La prevalencia media de epilepsia activa (AE, Active epilepsy) fue de 4.9 por 1,000 para países desarrollados y de 12.7 por 1,000 y 5.9 por 1,000 para el área rural y urbana, respectivamente, de países en desarrollo10.En relación al número de casos de epilepsia por año, se estima que a nivel mundial se diagnostican 2.4 millones de ellos, habiendo entre 30 y 50 nuevos casos por cada 100,000 personas de la población general en países con ingresos elevados, cifra que se duplica en los países de bajos ingresos. Es probable que esta diferencia se relacione a: riesgo aumentado de condiciones endémicas, tales como paludismo y

neurocisticercosis, incidencia mayor de accidentes de tráfico, lesiones adquiridas en torno al nacimiento, variaciones en la infraestructura médica y disponibilidad de programas de prevención y accesibilidad a servicios de salud11,12.La incidencia de la epilepsia varía de país a país con diferencias que van desde 35,000 a 125,000 casos por 100,000 personas por año7,12,13.En relación a la edad, existen dos picos de presentación de la epilepsia: en menores de un año de edad (debido a epilepsias sintomáticas, accidentes neonatales, errores innatos del metabolismo, etc.) y en mayores de 75 años de edad (debido a eventos vasculares cerebrales –EVC-, traumatismos craneoencefálicos –TCE-, neoplasias, enfermedades neurodegenerativas, entre otras)14,15. De acuerdo al tipo de crisis, alrededor del 70% corresponden a crisis parciales o focales (CP/CF), 20% a crisis generalizadas (CG) y 10% a crisis no clasificables. Dado que el 76% de los casos inician antes de la adolescencia, se considera epilepsia de inicio tardío a aquella que comienza después de los 25 años de edad,


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como la que se presenta después de esta edad en los países donde la neurocisticercosis es endémica y prevalecen otras infecciones del sistema nervioso central 11,12,16. En México, la prevalencia en los centros del Programa Prioritario de Epilepsia (PPE) es de 11-15/1000 (11.4 a 20.3/1000) y se calcula que el número de pacientes con epilepsia es de 1.4 millones17. En relación al género, se reporta que la prevalencia de epilepsia es mayor en hombres que en mujeres, pero en la mayoría de los estudios de incidencia no se encuentra diferencia estadísticamente significativa entre hombres y mujeres7,8,18.Con respecto a diferencias de predominio de epilepsia entre razas existen pocos estudios, realizados la mayoría de ellos en Estados Unidos de Norteamérica, que indican mayor prevalencia en negros que en blancos. No obstante, los estudios de prevalencia en poblaciones minoritarias son confundidos por la influencia del estado socioeconómico15. Las tasas de mortalidad en epilepsia son mayores que las de la población general. El exceso en el riesgo de mortalidad se reporta en todas las edades y es mayor en hombres que en mujeres. La mortalidad se encuentra elevada en los años tempranos al diagnóstico y en los pacientes con epilepsia refractaria19. No obstante, todos los estudios que indican esto, reportan tasas de riesgo extremadamente variables.Un meta-análisis de 21 estudios sobre mortalidad de epilepsia, llevado a cabo por Shackleton, et al; en 2002, concluyen que el riesgo de mortalidad en pacientes con epilepsia depende de la población fuente de pacientes y que se requieren estudios epidemiológicos de mayor calidad para definirlo20.Estudios en jóvenes adultos con epilepsia activa muestran una carga elevada de mortalidad en esta población10.

La mortalidad asociada a epilepsia es dos o tres veces mayor que la de la población general. La muerte súbita inesperada en epilepsia es una condición rara que se presenta en jóvenes y adultos de mediana edad con epilepsia sin una cusa definida clara. Esta condición ocurre durante el sueño y tiene implicaciones médico-legales7, 21. La esperanza de vida en los pacientes con epilepsia es menor que la de la de la población general22.

Factores de riesgo

Los factores de riesgo para epilepsia son numerosos y varían según las edades y las sociedades, incluyendo desde traumas craneoencefálicos en el nacimiento, síndromes genéticos/cromosomales, errores innatos del metabolismo tumores del sistema nervioso central y otros (tabla 1)12.

Crisis febriles

Historia familiar de crisis

Del desarrollo/congénitos

Enfermedades neurocutáneas de base genética

Trauma craneoencefálico

Enfermedades neurodegenerativas

Enfermedad vascular cerebral

Malformaciones vasculares

Tumores del sistema nervioso central

Desórdenes de migración neuronal

Otros desórdenes neurológicos asociados a epilepsia

Tabla 1. Factores de riesgo para epilepsia*

* Modificada de Singh y Trevick, 2016.


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En los países en desarrollo, las principales causas de morbilidad y mortalidad son las infecciones, las cuales son también las causas más prevenibles de epilepsia. Como se muestra en la tabla 2.

Tabla 2.Infecciones motivo de morbilidad y mortalidad

Perspectivas

Las diferencias en la incidencia, prevalencia y mortalidad de la epilepsia se relacionan con la definición de la enfermedad y los métodos de recolección de los datos. La continuidad de estudios epidemiológicos con definiciones precisas en las poblaciones del mundo, sin duda permitirá entender mejor los mecanismos de la epileptogénesis, impulsará la introducción de intervenciones de prevención y consejo genético en epilepsia.

En relación a la genética de las epilepsias se han encontrado alrededor de 12 genes asociados al desarrollo de crisis.

Referencias

1.Mishra SK. Concept of neurologic disorders in “Ayurveda” ancient Indian medical treatise (abstract) Neurology 1987:37 (Suppl 1):240.2.Magiorkinis E, Sidiropoulou K, Diamantis A. Hallmarks in the history of epilepsy: epilepsy in antiquity,” Epilepsy Behavior 2010; 17(1); 103-8. 3.Mateos H. Epilepsia: perspectiva histórica. Editorial. Arch Neurocien (Mex) 2010;15(1): 1-3.4.OMS 2017. Epilepsie: historique. Aide-mémoire No. 168. 5.Barnett R. Case histories. Epilepsy. Lancet 2017;389:1971. 6.International League Against epilepsy. Fisher R S, Acevedo C, Arzimanoglou A, Bogacz A, Cross H, Elger C E, Engel J, et al. A practical clinical definition of epilepsy. Epilepsia 2014;55(4):475–82. doi: 10.1111/epi.12550.7.Abramovici S, Bagić A. Epidemiology of epilepsy.Handbook Clin Neurol 2016;138:159-71. doi: 10.1016/B978-0-12-802973-2.00010-0.8.Banerjee PN, Filippi D, Allen Hauser W. The descriptive epidemiology of epilepsy-a review. Epilepsy Res 2009;85(1):31-45. doi:10.1016/j.eplepsyres.2009.03.003.

virusherpes, arbovirus, virus Coxsackie, v. del sarampión, v. de la rubéola, v. de la encefalitis japonesa, HIV, v. Chikunguña y dengue

parásitos

neurocisticercosis, quiste hidatídico, paludismo, amibiasis cerebral, toxocariasis, toxoplasmosis,triquinosis, enfermedad de Chagas, enfermedad del sueño y otras

bacteriasmeningitis neumocócica, meningitis meningocócica, meningitis por Haemofilus influenzae B, tuberculosis, sífilis y enfermedad de Lyme, entre otras7,12,13

La mayoría de los desórdenes epilépticos de origen genético no presentan patrones de herencia clásicos. No obstante, se ha descrito que el riesgo de tener epilepsia de un niño de padres epilépticos es de 2.4 a 4.6%. En casos de epilepsia mioclónica juvenil, se han descrito mutaciones genéticas múltiples y se han identificado desórdenes raros de un solo gen en algunos casos de epilepsia; sin embargo, este campo se encuentra en desarrollo13,23.



9.Organización Mundial de la Salud. Informe sobre la salud en el mundo.Salud mental:nuevos conocimientos, nuevas esperanzas, 2001.10.Ngugi AK, Bottomley C, Kleinschmidt I, Sander JW, Newton CR. Estimation of the burden of active and life-time epilepsy: a meta-analytic approach. Epilepsia 2010;51(5):883-90. doi: 10.1111/j.1528-1167.2009.02481.x. 11.Beghi E, Hesdorffer D. Prevalence of epilepsy-un unknown quantity. Epilepsia 2014;55(7):963-7. doi: 10.1111/epi.12579.12.Singh A, Trevick S. The epidemiology of global epilepsy. Neurol Clin 2016;34:837-47. 13.McCandless DW. Epidemiology of epilepsy. In: Mc Candless DW (ed. Epilepsy: Animal and Human Correlations, DOI 10.1007/978-1-4614-0361-6_3, Springer Science + Business Media, LLC 2012. 14.Hauser WA, Annegers JF, Kurland LT. Incidence of epilepsy and unprovoked seizures in Rochester, Minnesota: 1935-1984. Epilepsia 1993;34(3):453-68.15.Banerjee P N, Hauser WA. Incidence and Prevalence. En: Engel J, Pedley TA, Aicardi J, Dichter MA, Moshé S. Epilepsy: a comprehensive textbook: Lippincott Williams & Wilkins 2007; 45–56.16.Tellez-Zenteno JF, Hernandez-Ronquillo L. Epidemiology of neurocysticercosis and epilepsy, is everything described? Epilepsy Behav 2017 doi: 10.1016/j.yebeh.2017.01.030. (En prensa). 17.Programa Prioritario de Epilepsia del Sector Salud. Capítulo 2. Epidemiología de la epilepsia. En: Francisco Rubio Donnadieu F, Reséndiz JC, Sentíes H, Ramos Peek J, Salgado P, Alonso Vanegas M, et al. Epilepsia 2007. México 9-12. 18.Savic I. Sex differences in human epilepsy. Exp Neurol 2014;259:38-43.19.Wallin M T, Kurtzke J F. Neuroepidemiology. En: Robert B, Daroff RB, ,Jankovic J, Mazziotta JC, Pomeroy S L, (eds). Bradley’s Neurology in clinical practice. Seventh edition. 49.635-47.e2.20.Shackleton DP, Westendorp RG, Kasteleijn-Nolst Trenité DG, de Craen AJ, Vandenbroucke JP. Survival of patients with epilepsy: an estimate of the mortality risk. Epilepsia 2002;43(4):445-50.21.Verma A , Kumar A. Sudden unexpected death in epilepsy: some approaches for its prevention and medico-legal consideration. Acta Neurol Belg 2015;115:207-12.22.Gaitatzis A, Johnson AL, Chadwick DW, Shorvon SD, Sander JW. Life expectancy in people with newly diagnosed epilepsy. Brain 2004;127(11):2427-32.23.Winawer M R, Shinnar S. Genetic epidemiology of epilepsy or what do we tell families? Epilepsia 2005;46 (Suppl 10):24-30.

Artículo sin conflicto de interés © Archivos de Neurociencias



Genética de la epilepsia: experiencia en el Instituto Nacional de Neurología y NeurocirugíaAurelio Jara Prado1, Adriana Ochoa Morales1, Gabriel A. Lima Villeda1, Laura E. Hernández-Vanegas, Iris E. Martínez Juárez2.

1Departamento de Genética y Biología Molecular, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía.2Clínica de Epilepsia, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía. *Correspondencia: Dr. Aurelio Jara Prado. Departamento de Genética, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía, Insurgentes Sur 3877, Colonia La Fama, Delegación Tlapan, 14269, Ciudad de México, México. Email: [email protected]

Resumen

Introducción: la epilepsia es de los problemas neurológicos más común en el mundo, con prevalencia de 5 a 10 por 1000 personas e incidencia de 50 a 120 por 100,000 personas por año, se calcula que entre el 2 y 3% de la población general en algún momento de su vida desarrollará epilepsia. La causa de la epilepsia es multifactorial. La epilepsia más frecuente es la de origen desconocido, seguido de la sintomática y luego la genética. Existen factores genéticos con participación en la etiología de la epilepsia; sin embargo; los genes específicos corresponden a una pequeña fracción de las epilepsias. Objetivo: en este artículo se describe la experiencia que tiene el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía junto con el Consorcio Internacional GENESS en el estudio de la genética en tres tipos de epilepsia, epilepsia mioclónica juvenil, epilepsia de ausencia y enfermedad de Lafora.

Palabras clave: genética, epilepsia, mutación, enfermedad de Lafora.



Genetics of epilepsy: experience at the National Institute of Neurology and NeurosurgeryAbstract

Introduction:epilepsy is one of the most common neurological diseases in the world, with a prevalence of 5 to 10 per 1,000 persons and incidence of 50 to 120 per 100,000 people per year, it is estimated that 2-3% of the general population, at some point of his life, will develop epilepsy. The cause of this disease is multifactorial, the most common type of epilepsy which affects 6 out of 10, is genetic epilepsy. There are genetic factors involved in the etiology of epilepsy; however, the specific genes correspond to a small fraction of epilepsies. Objective: this article describes the experience in the National Institute of Neurology and Neurosurgery together with the International consortium GENESS in the study of genetics in three types of epilepsy: juvenile myoclonic, absences and Lafora disease.

Keywords: genetics,epilepsy, Lafora disease, mutation.

Introducción

La epilepsia es uno de los desórdenes neurológicos más frecuentes, afecta a cerca del 2% de la población mundial, por tanto se estima que la población mexicana existen alrededor de 2 millones de personas afectadas. La epilepsia es una enfermedad que a lo largo de la historia ha sido objeto de estigma, discriminación y prejuicio debido a que ante todo no se conocen las causas que la originan. Se considera que algunas de las epilepsias tienen un origen genético. La ILAE (Liga Internacional en Contra de la Epilepsia, por sus siglas en inglés) en sus clasificaciones

del 2010 y 2017 determinó como etiología de las epilepsias a las de causa genética, cuando exista evidencia directa de un defecto genético y las crisis constituyan el síntoma principal del trastorno lo cual debe de estar avalado por estudios genéticos moleculares1. Una de las formas clínicas más comunes, son las epilepsias generalizadas genéticas; se clasifican de esta manera debido a que se manifiestan con crisis generalizadas que surgen e involucran de manera acelerada a redes neuronales distribuidas bilateralmente, su etiología es desconocida pero se considera que está determinada por genética1,2.



Neurología y Neurocirugía

Durante la segunda parte del siglo pasado, se realizaron los primeros estudios epidemiológicos en gemelos, los cuales mostraron evidencia que la epilepsia tiene una base genética3,4.

La epilepsia es una enfermedad compleja debido a una serie de factores involucrados en su desarrollo, pocos son los tipos de epilepsia que presentan herencia monogénica mendeliana, estas abarcan sólo el 2% de las epilepsias genéticas, ejemplo de estas son la epilepsia del lóbulo frontal autosómico dominante, epilepsia de ausencias de la niñez, epilepsia de ausencia juvenil, epilepsia mioclónica juvenil y epilepsia con crisis tónico clónica generalizadas al despertar; el resto presenta herencia multifactorial compleja o poligénica5.El factor hereditario es de suma importancia, ya que no es lo mismo que la enfermedad muestre un patrón de herencia autosómico dominante en donde el riesgo de transmitir un gen mutado es del 50% en cada uno de los hijos y basta ser portador de un alelo mutado para que la enfermedad se presente. Si el patrón de herencia es autosómico recesivo se necesitan los dos alelos mutados para que se presente la enfermedad y la probabilidad de que esto ocurra es del 25%. Otros factores que alteran la expresión de la epilepsia son:

a.Penetrancia incompleta, es decir, un paciente puede ser portador de la mutación causal pero no desarrollar la enfermedad.b.Heterogeneidad genética en donde mutaciones en diferentes genes pueden producir fenotipos similares o idénticos.c.La heterogeneidad alélica en donde diferentes mutaciones en el mismo gen puede producir fenotipos diferentes de una enfermedad6.

Estrategias para la busqueda de genesDebido a la variedad antes mencionada, existen diferentes estrategias utilizadas en la búsqueda de genes causales. Una de las más utilizadas es el análisis de asociación, en la cual se requiere un grupo de pacientes con la misma enfermedad y otro de personas sanas a los cuales se les buscan marcadores genéticos localizados en un gen determinado con la finalidad de identificar, si éste gen está ligado al desarrollo de la enfermedad7. Sin embargo, algunos estudios pueden ser negativos dependiendo la población8. Otra de las estrategias que ha permitido localizar genes causales es mediante el estudio de familias con varios sujetos afectados ubicados en distintas generaciones y determinar en ellos marcadores genéticos de los que se conoce su ubicación cromosómica (p.e. microsatélites) y determinar cuáles segregan en los sujetos enfermos con la finalidad de identificar una región probable en donde se pudiera encontrar el gen causal. Después, identificar qué tipo de alteración genética ocurre9. Otra de las estrategias más utilizadas cuando se ha identificado al gen causal de la enfermedad es la secuenciación tipo Sanger que nos va a permitir la identificación de mutaciones puntuales o pequeñas deleciones10.

La identificación de probables genes causales de epilepsia debe demostrar de manera categórica que son la causa de la patología, para poder lograrlo se deben de incluir pruebas funcionales in vitro e in vivo. Recién, el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) y el Colegio Americano de Genómica y Genética Médica (ACMG), publicaron una serie de lineamientos que se deben seguir para demostrar que las variantes encontradas son causales de la enfermedad; estos lineamientos incluyen estudios familiares de cosegregación, estudios de asociación entre casos y controles, frecuencias alélicas reportadas en diferentes bases de datos, predicción de



algoritmos que teóricamente implica una variante como causal de la enfermedad como PhyloP, SiPhy, GERP y PHASTCons para medir el grado de conservación del aminoácido durante la evolución y otros algoritmos como SIFT, PolyPhen2-HVAR, LRT, mutation taster, mutation assesor, FATHMM CADD para calcular la conservación del aminoácido y la probabilidad de deterioro al alterar el aminoácido codificante11.

Consorcio GENESSEl Consorcio GENESS (Genetic Epilepsy Studies por sus siglas en inglés), fue fundado a inicios de la década de los 90´s por el Dr. Antonio V. Delgado Escueta en conjunto con la Universidad de los Ángeles Califonia (UCLA), junto con los doctores Ma. Elisa Vilatela y Francisco Rubio Donnadieu, ambos del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía de la Ciudad de México y Marco Tulio Medina de la Universidad de Tegucigalpa, Honduras; con la finalidad de identificar genes involucrados en el desarrollo de la epilepsia. Dicho Consorcio se ha enfocado ante todo en el estudio de epilepsia mioclónica juvenil (EMJ), epilepsia de ausencias (EA) y epilepsia mioclónica progresiva tipo Lafora.

Epilepsia de ausencia de la niñez que remite por mutaciones en el gen GABRB3Se sabe que la mayoría de los genes identificados para epilepsia codifican para proteínas de subunidades de canales iónicos. El gen GABRB3 codifica para la subunidad β3 del receptor para el ácido gamma aminobutírico (GABA). Mutaciones en el gen GABRB3 se han asociado con diferentes tipos de epilepsia provocando una alteración en la función del receptor12. Nuestro grupo en el 2008 estudio 48 probandos y familias con epilepsia de ausencias de la niñez que remiten de México, Honduras y El Salvador y 630 controles. Se encontró que 4 de las 48 familias

presentaban mutaciones en el gen GABRB3 (8%). La mutación P11S se encontró en una familia y en un paciente mexicano, la mutación S15F en un paciente de Honduras y la mutación G32R estuvo presente en 4 sujetos afectados de una familia de Honduras. Todas estas mutaciones estuvieron ausentes en los 630 controles. El análisis funcional llevada a cabo con las variantes encontradas en células HEK293T, mostró una reducción en la densidad de corriente evocada por GABA13.

Enfermedad de LaforaLa enfermedad de Lafora (EL), es una patología neurodegenerativa y fatal; es la más frecuente de las epilepsias progresivas en los países del sur de Europa. Presenta un patrón de herencia autosómico recesivo y heterogeneidad genética, inicia entre los 10-17 años. La mayoría de los pacientes acaban presentando mioclonías continuas, crisis tónico-clónico generalizadas, deterioro cognitivo, ataxia y evolucionan a un estado vegetativo. Se han identificado dos genes (EPM2A y EPM2B o NHLRC1). Estos genes codifican para las proteínas Laforina y Malina respectivamente, ambas participan en el metabolismo del glucógeno. Se ha descrito que los pacientes que presentan mutaciones en el gen EPM2B tienen un curso menos severo de la enfermedad14.

Ganesh, et al; en el 2002, estudio 22 pacientes con EL describiendo dos subfenotipos de acuerdo a la localización de la mutación y el fenotipo: a.Enfermedad de Lafora clásica con inicio de la enfermedad en la adolescencia, crisis mioclónicas, demencia y deterioro neurológico progresivo asociado ante todo con mutaciones en el exón 4 del gen EPM2A. b.Enfermedad Lafora atípica, con inicio temprano de la enfermedad, dislexia, desórdenes del



Neurología y Neurocirugía

aprendizaje, alteraciones neurológicas asociadas con mutaciones en el exón 1 del gen EPM2A15. Luego otro estudio en 4 pacientes con EL se identificaron cuatro mutaciones nuevas en el gen EPM2A de las cuales tres se localizaban en el exón 3 y una en el exón 1 y una mutación ya descrita. De acuerdo a la descripción de Ganesh tres pacientes; los paciente 1,2 cursaban con EL clásica y mutaciones en el exón 4; sin embargo, contrario a lo descrito con antelación, el paciente 3 presentaba una mutación homocigota en el exón 1 y cursaba con EL clásica y su hermano afectado también con EL y la misma mutación presentaba un inicio atípico más temprano. Por lo que respecta al paciente 4, esta presentaba un inicio tardío y progresión más lenta de la enfermedad con mutaciones en el exón 4. Debido a la complejidad de la epilepsia, es difícil realizar un estudio fenotipo/genotipo como lo demuestran los pacientes 3 y 4; los cuales no van de acuerdo con lo descrito con la literatura hasta ese momento16.

Epilepsia mioclónica juvenilOtras de la líneas de investigación de nuestro grupo, es la búsqueda de genes involucrados en el desarrollo de la epilepsia mioclónica juvenil (EMJ). Los primeros estudios se realizaron en el 1988 encontrando ligamiento al cromosoma 617; en seguida Bai, et al; asignó el locus en la región 6p12 en familias de origen mexicano 18. Por último en el 2004 fue identificado el gen EFHC1 como causal de la enfermedad en estas familias19.

El gen EFHC1 consta de 11 exones y codifica para la proteína mioclonina, por su parte mioclonina está constituida por 649 aminoácidos y consta por tres dominio DM10 y un sitio EFH. Estudios funcionales la han relacionado con procesos apoptóticos, regulación celular20. Se ha demostrado que interactúa con el gen TRPM2 regulándolo de forma en células HEK293 provocando muerte celular inducido por H2O2- lo cual es revertido por la presencia de las mutaciones21.Varios estudios en diferentes poblaciones han identificado variantes en pacientes con EMJ, nuestro grupo en el INNN en el 2012 identificó 3 mutaciones nuevas en población mexicana 22. Hace poco, se realizó un reanálisis de las 54 variantes de EFHC1 encontradas en 17 diferentes estudios, siguiendo los lineamientos de la NHGRI y ACMG; encontrando 9 variantes patogénicas, 14 probables patogénicas, 9 benignas, 2 probables benignas, y 20 de significancia desconocida11. Hasta el momento las variantes encontradas en EMJ corresponden entre el 7 y 9% de los pacientes estudiados, por lo que es necesario identificar nuevos genes.

Conclusión

Los avances genéticos en epilepsia, permitirán conocer más acerca de la fisiopatología de las epilepsias y el desarrollo de nuevos medicamentos más eficaces. Así como dar asesoramiento genético a quienes lo padecen.

Referencias

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Aspectos clínicos de la epilepsia farmacorresistenteIris E Martínez-Juárez 1*, Salvador Martínez-Medina2, Nayeli Oropeza-Bustos3, Gabriela Arango-Salazar 4, Laura E Hernández-Vanegas.1

1Clínica de Epilepsia. Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía .2Estudiante de Medicina. Escuela de Medicina de la Universidad Autónoma de Aguascalientes3Médico Pasante del Servicio Social. Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México 4Posgrado de Epileptología Clínica. Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía.

*Correspondencia: Dra. Iris E. Martínez Juárez. Clínica de Epilepsia, Instituto Nacional de Neu-rología y Neurocirugía, Insurgentes Sur 3877, Col. La Fama, Delegación Tlalpan, 14269. Ciudad de México, México. Email: [email protected]

Resumen

La epilepsia constituye un problema de salud pública, a nivel mundial 50 millones de personas la padecen. Se estima que 30% de los pacientes con epilepsia presentan fallas en la respuesta al tratamiento médico y quirúrgico considerándose una epilepsia farmacorresistente, lo cual implica un pronóstico que incluye una disfunción psicosocial, muerte prematura y disminución de la calidad de vida del paciente, por lo que la identificación temprana es primordial para un abordaje adecuado de esta compleja entidad. Debido a las inconsistencias para caracterizar este tipo de pacientes, la Liga Internacional Contra la Epilepsia (ILAE, por sus siglas en inglés) en 2010 elaboró un consenso global para definir adecuadamente la epilepsia farmacorresistente.La respuesta a los fármacos antiepilépticos (FAEs) está determinada por múltiples factores, incluyendo los genéticos y ambientales; se han realizado diversos estudios en los que han intentado identificar marcadores asociados a farmacorresistencia, como el tipo de epilepsia o síndrome epiléptico, etiología, frecuencia de las crisis epilépticas, edad de inicio; para que ayuden a identificar la refractariedad y contribuir a nuevas estrategias terapéuticas.

Palabras clave: epilepsia, farmacorresistencia, fármacos antiepilépticos, refractaria.

Vol.22 • Suplemento especial • Epilepsia • 19•archivosdeneurociencias.com


Clinical aspects of drug-resistant epilepsy

Abstract

Epilepsy is a public health problem, if affects around 50 million people in the world. It is estimated that 30% of patients with epilepsy fail to response to medical and surgical treatment and are considered to have drug-resistant epilepsy. Drug-resistant epilepsy implies the presence of psychosocial dysfunction, premature death and a decrease in the patient's quality of life, its early identification is paramount for an adequate approach to this complex entity.Due to inconsistencies in characterizing this type of patient, the International League Against Epilepsy (ILAE) in 2010 developed a global consensus to adequately define drug-resistant epilepsy.The response to antiepileptic drugs (AEDs) is determined by multiple factors, including genetic and environmental factors; There have been several studies in which attempts have been made to identify markers associated with drug-resistance, such as epilepsy or epileptic syndrome, etiology, frequency of seizures, age at onset; in order to help identify drug-resistance and contribute to new therapeutic strategies.

Key words: epilepsy, drug-resistance, antiepileptic drugs, refractory.

Introducción

La epilepsia constituye uno de los padecimientos neurológicos más comunes, afectando a 50 millones de personas alrededor del mundo y con una incidencia de entre 16 a 51 casos de nuevo inicio por cada 100,000 habitantes al año1,2.

En la práctica clínica es frecuente encontrar pacientes cuyos desórdenes epilépticos parecen ser idénticos, teniendo en apariencia la misma etiología, mismo tipo de lesiones al comparar

estudios de imagen y similar localización; a pesar de todo ello uno puede responder al tratamiento con fármacos antiepilépticos (FAEs) y otro no3.A pesar del advenimiento de nuevos FAEs, se estima que un 30% de los pacientes con epilepsia presentan falla en la respuesta a los FAEs y algunos incluso a manejo quirúrgico, considerándose así dentro de la clasificación de epilepsia farmacorresistente o refractaria4.

•20 • Epilepsia • Suplemento especial • Vol. 22 archivosdeneurociencias.com


La epilepsia farmacorresistente representa un diagnóstico que implica cambios neurobioquímicos, deterioro cognitivo, disfunción psicosocial, heridas, muerte prematura o bien disminución en la calidad de vida para el paciente5,6. Una identificación temprana de dicha condición resulta fundamental para el manejo adecuado de esos casos complejos.

Definición

A lo largo del tiempo ha existido una inconsistencia en los criterios utilizados por los profesionales de la salud tanto clínicos como investigadores en el proceso de caracterización de pacientes con epilepsia farmacorresistente o refractaria7. Las principales discrepancias involucran aspectos relacionados con el número de FAEs usados previamente, la frecuencia de las crisis epilépticas o bien el tiempo de seguimiento necesario para concluir su diagnóstico8. Debido a lo antes mencionado y en busca de mejorar la atención médica y facilitar la investigación clínica, la Liga Internacional Contra la Epilepsia (ILAE por sus siglas en inglés) en el 2010 desarrolló un consenso global para la elaboración de una definición adecuada de epilepsia farmacorresistente. Como resultado de ese trabajo se determinó dicho concepto como la “existencia de falla ante dos regímenes terapéuticos idóneos elegidos y bien tolerados (ya sea en monoterapia o en combinación) con el fin de lograr una libertad de crisis sostenida”9. Es importante considerar el término de farmacorresistencia como un concepto dinámico y no estático. Otro aspecto fundamental en el escenario de esta nueva definición, es la correcta caracterización de los regímenes terapéuticos antes probados8. Para que puedan ser considerados como intervenciones, los regímenes terapéuticos

deben ser en primer lugar “apropiados” tanto para la epilepsia del paciente como para el tipo de crisis epilépticas que presenta; se debe haber probado su eficacia con antelación en estudios bien diseñados con el más alto grado de evidencia7. Adicional a lo anterior, la intervención debe haber sido aplicada de manera “adecuada” para lograr una evaluación válida de sus resultados. Los parámetros mínimos requeridos para determinar si un ensayo terapéutico es “adecuado o informativo” son la naturaleza de la intervención (tipo de FAE usado), el modo de aplicación (dosis, intervalos y apego adecuado al tratamiento) y por último que se cumpla un suficiente tiempo de exposición8,9.El término “pseudoresistencia” se aplica sólo cuando la razón de la recurrencia en las crisis epilépticas son la falta en el cumplimiento del tratamiento, independientemente de la causa; dentro de esta definición se excluyen aquellos escenarios en los cuales la recaída se origina debido a desencadenantes como privación del sueño, menstruación, fiebre, etcétera7,10.

Categorización

El marco de referencia de la epilepsia farmacorresistente propuesta por el consenso realizado en la ILAE en 2010, comprende dos niveles “jerárquicos” para la categorización de la patología2.El nivel 1 brinda un esquema general que permite categorizar el resultado para cada intervención terapéutica, (tabla 1). De manera general, las tres categorías que conforman este primer nivel son: 1.Libertad de crisis (ausencia de eventos ictales por lo menos tres veces el tiempo más prolongado entre crisis, previo a determinada intervención terapéutica, o bien sin crisis por lo menos 12 meses), 2.Fallo al

Vol. 22 • Suplemento especial • Epilepsia • 21•archivosdeneurociencias.com



tratamiento (recurrencia de crisis de acuerdo a lo anteriormente definido) y 3) Resultado no determinado (libre de crisis sin cumplir el tiempo establecido en la primera categoría)7.La valoración del nivel 1 establece las bases necesarias para la determinación del nivel 2, el cual establece propiamente la definición de epilepsia farmacorresistente basado en los ensayos terapéuticos “adecuados” de FAEs que resultaron fallidos9. Esta definición se basa en la observación de que, cuando el control de las crisis epilépticas no se logra después de realizar dos intervenciones “apropiadas” y “adecuadas” de FAEs, la probabilidad de conseguir dicho control con regímenes subsecuentes es muy reducida11. No obstante, resulta esencial comprender que la categorización de la patología como “epilepsia farmacorresistente” es válida sólo al momento de la evaluación; no necesariamente implica que el paciente jamás podrá alcanzar la libertad de crisis con futuros ensayos terapéuticos12.

Nivel de

control

Aparición de

efectos adversos

Categoría del

Resultado

1.Libertad de

crisis

A. No

B. Sí

C. No

determinado

1A

1B

1C

2. Fallo al

tratamiento

A. No

B. Sí

C. No

determinado

2A

2B

2C

3. Resultado no

determinado

A. No

B. Sí

C. No

determinado

3A

3B

3C

Tabla 1. Esquema para categorización de resultados de una intervención en epilepsia

* Modificado de 9

Patrones de farmacorresistencia

Existen tres observaciones primordiales referentes a la evolución de la farmacorresistencia en consideración al tiempo transcurrido para la presencia de la intratabilidad, (figura 1)13,14. El primer patrón propuesto es la farmacorresistencia “de Novo”, la cual sostiene que en la mayoría de los casos, la refractariedad se ha desarrollado antes de la aparición de la primera crisis epiléptica o por lo menos previo al inicio de la terapia con FAEs.

Se identifican dentro de este grupo a aquellos pacientes que presentan una respuesta fallida desde la primera exposición a los FAEs15. El segundo patrón propuesto es el denominado “inversión de la farmacorresistencia”, caracterizado por un patrón intermitente donde existen periodos de remisión seguidos por lapsos de crisis epilépticas no controladas13; se observa en pacientes con epilepsia focal previamente farmacorresistente que evolucionan temporalmente a una libertad de crisis en ciertos ensayos con nuevos FAEs16. Shorvon y Sander13 observaron este patrón de epilepsia activa interrumpida por periodos de remisión; el estudio que realizaron comprendía una muestra de 181 pacientes con crisis epilépticas crónicas no controladas, dentro de la cual se encontró que 39 pacientes (22%) presentaban el patrón intermitente.Por último el tercer modelo descrito corresponde al patrón “farmacorresistencia de inicio tardío” donde se encuentra una persistente y progresiva pérdida en la eficacia de los FAEs aún cuando se haya logrado un control inicial13. En este patrón, el tiempo para la aparición de la farmacorresistencia puede extenderse hasta más de 10 años, en especial cuando el inicio de la epilepsia es durante la infancia14.


Iris E. Martínez Juárez, et al.


Evidencia de lo anterior fue presentado por Brodie al realizar un detallado análisis de una muestra de 780 pacientes con epilepsia de reciente diagnóstico en Glasgow, donde reportó el desarrollo de epilepsia farmacorresistente en 9% de los pacientes que se encontraban en monoterapia con FAEs teniendo un buen control inicial17.

Persiste con crisis desde

inicio y en su evolución

Periodos libres de crisis y

periodos persiste con

crisis

Libre de crisis desde el inicio y en su evolución

Libre de crisis

al inicio y

posteriormente

persiste con

crisis

“De novo continua”

Farmacoresistencia Libre de crisis

“Inversión de la farmacorresistencia”

“De inicio tardio”

Figura 1. Diferentes patrones clínicos de la farmacorresistencia.


En una patología tan compleja como es la epilepsia, la farmacorresistencia difiere bastante de acuerdo a la población estudiada13. La respuesta al tratamiento está determinada por múltiples factores que se encuentran específicamente relacionados con el tipo de epilepsia; sin embargo, factores genéticos y ambientales tienen también un impacto relevante sobre la enfermedad16. Varios estudios han intentado caracterizar marcadores que ayuden a identificar la

refractariedad en pacientes con epilepsia, así como para contribuir en la investigación de nuevas estrategias terapéuticas18. Algunos de estos predictores incluyen el tipo de síndrome que pueda presentar el paciente, la etiología subyacente, historial de la frecuencia de las crisis epilépticas, así como hallazgos en el electroencefalograma19.

Factores asociados a la farmacorresistencia

Etiología de la epilepsiaUno de los primeros factores que presenta una estrecha vinculación con la intratabilidad es la etiología de la epilepsia. Los pacientes con crisis epilépticas genéticas generalizadas son altamente tratables, tienen una mayor probabilidad de lograr la libertad de crisis, incluso en algunas formas resuelven en la adolescencia o durante la etapa de adultez joven20; no es el caso de las epilepsias sintomáticas o criptogénicas las cuales tienen una probabilidad de libertad de crisis más reducida. Dentro de las epilepsias focales, la epilepsia del lóbulo temporal ha mostrado ser la más refractaria al tratamiento3. Berg, et al., realizaron un estudio prospectivo en 599 niños con epilepsia de reciente diagnóstico, donde después de un seguimiento por 30 meses, se determinó que el diagnóstico de epilepsia idiopática estaba asociado al menor riesgo (1.7%) de intratabilidad, mientras que la epilepsia sintomática generalizada tuvo el mayor riesgo (55%)21.La etiología de la lesión puede llegar a ser un factor de riesgo adicional en la epilepsia refractaria. Las epilepsias adquiridas, es decir aquellas que se presentaron posterior a un evento vascular cerebral o las desarrolladas debido a una malformación vascular o neoplasia, tienden a mostrar una mejor respuesta al tratamiento en comparación con las epilepsias




asociadas a displasia cortical, esclerosis mesial hipocampal o patologías duales3.Las encefalopatías epilépticas de predominio en lactantes y preescolares tienden a desarrollar un curso farmacorresistente o refractario3. Evidencia que apoya lo ya descrito fue presentada por Semah, et al., por medio de un estudio que mostraba la relación entre la respuesta al tratamiento en 2,200 pacientes de acuerdo al tipo de epilepsia que presentaban, dentro de los resultados se encontró que el control de las crisis (> 1 año sin presentar crisis epilépticas) se logró en 82% de los pacientes que cursaban con epilepsia idiopática generalizada (ahora genéticas generalizadas), en 35% de los pacientes con epilepsia parcial (ahora focal) sintomática, en 45% del grupo con epilepsia parcial criptogénica y sólo el 11% de los pacientes con epilepsia parcial (o focal) asociada a esclerosis mesial hipocampal. Entre el grupo de las epilepsias focales, esclerosis mesial hipocampal, malformaciones del desarrollo cerebral y patologías duales se relacionaron con las tasas más bajas de libertad de crisis (11%, 24% y 3% respectivamente)19.

Número de crisis al inicioOtro elemento de alta relevancia al considerar los predictores de la farmacorresistencia es la frecuencia de crisis al inicio de la epilepsia y previo al comienzo de la intervención terapéutica. La presencia de múltiples crisis epilépticas previas al tratamiento es potencial predictor de farmacorresistencia y de una ineficacia en el tratamiento11. Por otra parte, esta presencia de múltiples crisis iniciales nos brinda información sobre la baja probabilidad que tienen estas epilepsias de ser de inicio generalizado, siendo en mayor frecuencia epilepsias focales con un peor pronóstico. Hitiris, et al., realizaron un estudio con 780 pacientes con diagnóstico reciente de epilepsia en Glasgow; dentro de sus resultados encontraron que

aquellos pacientes quienes habían experimentado más de 10 crisis epilépticas previas al inicio del tratamiento tenían el doble de probabilidad de desarrollar refractariedad22. El hallazgo de crisis epilépticas “en racimos” en pacientes con epilepsia de reciente diagnóstico está también asociado a una importante probabilidad de fallo a los FAEs3.

Respuesta inicial al tratamientoLa respuesta al primer FAE es altamente predictivo para el resultado de las futuras intervenciones y la probabilidad de farmacorresistencia que pueda llegar a presentar el paciente13. Un estudio clásico realizado en 525 pacientes por Kwan y Brodie concluyó que el predictor más importante para la farmacorresistencia fue la rápida respuesta al tratamiento. De ese grupo de 525 pacientes, se estudió un subgrupo de 470 pacientes los cuales nunca habían recibido tratamiento con FAEs; de esa muestra, 301 pacientes (64%) lograron la libertad de crisis a lo largo del tratamiento. Del total de pacientes que lograron la libertad de crisis, en 222 pacientes (74%) la epilepsia fue controlada con el uso del primer FAE probado; 61 pacientes (20%) tuvieron respuesta con el uso del segundo FAE y únicamente 18 (6%) pacientes de los que no habían logrado el control, tuvieron respuesta a un tercer FAE o terapia combinada11. Resultados similares pueden ser encontrados en la población pediátrica de acuerdo al estudio de Camfield, et al., que incluyó 417 niños, de éstos, 345 niños lograron el control de las crisis epilépticas y 61% eventualmente llegó a la remisión; a diferencia del 42% que logró la remisión dentro del grupo de 72 niños que fallaron al tratamiento con el primer FAE23. En la tabla 2 se pueden apreciar otros predictores importantes en la resistencia al tratamiento como la edad temprana en el inicio de la epilepsia, presentación de inicio con estado epiléptico, examen neurológico con hallazgos anormales, epilepsia focal, hallazgos anormales en el electroencefalograma y crisis epilépticas acompañadas con retraso en el desarrollo3.




Predictores de Farmacorresistencia o Refractariedad en Epilepsia*

1. Edad de inicio temprano de crisis epilépticas2. Antecedente familiar de epilepsia3. Hipoxia perinatal4. Desarrollo psicomotor anormal5. Etiología -Sintomática -Criptogénica6. Tipo de Crisis -Crisis Focales7.Enfermedad psiquiátrica previa a la epilepsia8. Examen neurológico anormal9. Falta de respuesta a primer fármaco10. Múltiples crisis previas al tratamiento

*Los números no representan un orden jerárquico.

Tabla 2. Factores asociados a la farmacorresistencia en epilepsia.

Experiencia en el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía Un estudio retrospectivo realizado en 2012 por Martínez Juárez, et al., encontró una relación significativa entre la presencia de hipoxia perinatal,

antecedente de trastorno psiquiátrico previo al diagnóstico de epilepsia y el antecedente familiar de epilepsia con la presencia de farmacorresistencia7.Al igual que en otros estudios, en población mexicana con epilepsia que acude al Instituto también se encontró mayor refractariedad en las crisis epilépticas de inicio focal y en epilepsia de etiología criptogénica y sintomática7,11.En la población estudiada de la clínica de Epilepsia del Instituto encontró una frecuencia de farmacorresistencia del 56%. El 67% de los pacientes estaba en tratamiento con politerapia, el 32% en monoterapia y el 1% sin uso de FAE7. Uno de los predictores más importante de farmacorresistencia es la rápida respuesta al tratamiento11; el estudio realizado en el Instituto en el que se incluyeron 206 pacientes, el 53% logró libertad de crisis con monoterapia, el 35% con uso de un segundo FAE y solo el 9% lo logró con 3 o más FAEs7. La tabla 3 muestra una comparación entre los resultados obtenidos en el estudio de Kwan y Brodie y los reportados por Martínez-Juárez, et al., en el Instituto.

ESTUDIOS* MARTÍNEZ-JUÁREZ IE, ET AL. KWAN P Y BRODIE MJ.

Características Libres de crisis Farmacorresistentes Libres de crisis Farmacorresistentes

Sexo Femenino Masculino

28 (35%)29 (30%)

50(65%)65(70%)

176(53%)157(47%)

90 (47%)102(53%)

Edad de inicio 15,7 ± 11,5 13,4 ± 12,9 25 (<1–92) 26 ( 1–75)

Historia familiar de epilepsia

10 (18%) 39(34%) 74 (22%) 10 (5%)

Historia de crisis febriles 7 (12%) 14(12%) 16 (5%) 10 (5%)

Etiología -Idiopática-Criptogénica-Sintomática

15(26%)15(26%)27(48%)

8(7%)49(43%)58(50%)

103(31%)144(43%)86(26%)

37(19%)91(47%)64(33%)

Número de FAEs-Unos-Dos-Tres o más-Sin FAE

30(53%)20(35%)

5(9%)2(3%)

----

222(74%)61(20%)18(6%)0(0%)

----

Tabla 3. Comparación de aspectos clínicos relacionados con la epilepsia farmacorresistente o refractaria en el estudio de Brodie y Kwan y la experiencia en el INNN.




Conclusión

El 30% de los pacientes con epilepsia presenta fallas en la respuesta al tratamiento médico y quirúrgico considerándose una epilepsia refractaria o farmacorresistente2. Se ha descrito que la farmacorresistencia es multifactorial, existen muchas hipótesis y estudios realizados para profundizar en el tema de la refractariedad en epilepsia e identificar marcadores asociados a la misma. La etiología focal o sintomática, la presencia de múltiples crisis epilépticas previas al tratamiento y la respuesta al primer FAE son potenciales predictores de la refractariedad y de una ineficacia en el tratamiento7. La identificación de factores asociados a la farmacorresistencia permite considerar el tratamiento quirúrgico o bien optimizar el tratamiento con FAEs. Es

importante resaltar que la farmacorresistencia no se trata de un problema aislado, sino que conlleva a un incremento en el riesgo de muerte, disfunción psicosocial y disminución de la calidad de vida3.A pesar de los avances actuales en el tratamiento médico y quirúrgico de la epilepsia y la creación de nuevos FAEs, persiste una alta prevalencia de farmacorresistencia a nivel mundial, por lo que es necesario crear estrategias de capacitación médica e investigación, con la finalidad de disminuir la morbimortalidad, así como el impacto económico y social que conlleva esta entidad.

Conflicto de InterésLa Dra. Gabriela Arango Salazar recibe un Grant Educacional de UCB. La Dra. Nayelli Oropeza Bustos recibe la beca Armstrong de Investigación.

Referencias

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Neuromodulación no invasiva en epilepsia: estimulación eléctricatranscraneal por corriente directaDaniel San-Juan1*, Héctor Zuñiga-Gazcón2, Deldhy N. Moya-Sánchez3.1Departamento Neurofisiología, Instituto Nacional de Neurología, Ciudad de México, México.2Unidad Académica de Medicina, Universidad Autónoma de Nayarit, Tepic, Nayarit, México.3Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Sinaloa, Culiacán, Sinaloa, México.

*Correspondencia: Daniel San Juan. Insurgentes Sur 3877, Col. La Fama, Delegación Tlalpan, Ciudad de México, México, 14269. Email: [email protected]

Resumen

Antecedentes: la estimulación transcraneal por corriente directa (tDCS) es una terapia emergente de neuromodulación no invasiva en epilepsia con resultados prometedores.Objetivo: se realizó una revisión en la literatura acerca de la eficacia y seguridad de tDCS en epilepsia en animales y humanos.Material y métodos: Se buscaron estudios originales en PubMed, MedLine, Scopus, Web of Science y Google Scholar (1969-2016) se usuaron las palabras: “Transcranial direct curent stimulation”, “tDCS”, “brain polarization”, “galvanic stimulation” y “epilepsy” en animales y humanos. Tres autores seleccionaron de forma independiente los estudios, extrajeron los datos y evaluaron la calidad metodológica utilizando el Manual Cochrane de revisiones sistemáticas de intervenciones, las directrices PRISMA y escala Jadad. Un meta-análisis no fue posible debido a la metodología, clínica y heterogeneidad estadística de los estudios incluidos.Resultados: Se analizaron 15 artículos con diferentes metodologías (3 en animales y 12 en humanos) con un total de 252 individuos estimulados; 109 animales y 143 humanos. Los estudios en animales in vivo e in vitro mostraron que la estimulación con corriente directa puede inducir con éxito la supresión de la actividad epileptiforme sin efectos lesionales neurológicos; 10/12 (83.33%) estudios clínicos mostraron una disminución efectiva de las crisis epilépticas y 8/12 (66.66%) de la actividad epileptiforme inter-ictal. Todos los pacientes toleraron bien el tDCS.Discusión: estudios preliminares con tDCS en animales y pacientes con epilepsia han demostrado eficacia terapéutica y seguridad. Conclusión: TDCS es una técnica quizás eficaz para el tratamiento de la epilepsia en animales y pacientes con epilepsia con mínimos efectos adversos.

Palabras clave: estimulación transcraneal por corriente directa, tDCS, epilepsia, neuromodulación.


Vol.22 • Suplemento especial • Epilepsia • 29 •archivosdeneurociencias.com

Non invasive neuromodulation in epilepsy: Direct current transcranial direct current stimulation

Abstract

Background: transcranial direct current stimulation (tDCS) is an emerging therapy of noninvasive neuromodulation in epilepsy with promising results.Objective: a review was made in the literature on the efficacy and safety of tDCS in epilepsy in animals and humans.Material and methods: We searched for original studies in PubMed, MedLine, Scopus, Web of Science and Google Scholar (1969-2016) using the words “Galvanic stimulation” and “Galvanic stimulation” Epilepsy in animals and humans. Extracted the data and assessed the methodological quality by applying the Cochrane Handbook of Systematic Reviews of Interventions, the PRISMA Guidelines and the Jadad Scale A meta-analysis was not possible because of the methodology, clinical and statistical heterogeneity of the included studies.Results: we analyzed 15 articles with different methodologies (3 in animals and 12 in humans) with a total of 252 stimulated individuals; 109 animals and 143 humans. In vivo and in vitro animal studies showed that direct current estimation can successfully induce suppression of epileptiform activity without neurological lesional effects; 10/12 (83.33%) clinical studies showed an effective decrease in epileptic seizures and 8/12 (66.66%) of inter-ictal epileptiform activity. All patients tolerated tDCS well.Discussion: preliminary studies with tDCS in animals and patients with epilepsy have demonstrated therapeutic efficacy and safety.Conclusion: tDCS is a potentially effective technique for the treatment of epilepsy in animals and patients with epilepsy with minimal adverse effects.

Keywords: transcranial direct stimulation, tDCS, neuromodulation, brain polarization.



Daniel San Juan, et al.

Material y metódos

La estimulación transcraneal por corriente directa (tDCS), es un método no invasivo que modula la excitabilidad cortical y ha resurgido como una técnica de investigación activa1. Las aplicaciones terapéuticas iniciales de tDCS se centraron en los trastornos neuro psiquiátricos1–9 y recientemente, epilepsia10–20.

Las opciones de tratamiento en epilepsia basadas en la neuroestimulación, como la estimulación del nervio vago (VNS), estimulación cerebral cortical, estimulación cerebral profunda y la estimulación magnética transcraneal (TMS) han captado la atención internacional en los últimos años21–24. El principio fundamental de estas técnicas tiene como idea central que la estimulación extrínseca puede reducir la hiperexcitabilidad o interferir con las descargas de las redes epileptogénicas22.

La VNS sola o en combinación con fármacos antiepilépticos (FAEs) ofrece la posibilidad de mejorar la calidad de vida mediante el control de las convulsiones, minimizando la dosis de los FAEs y favorece el estado de ánimo25. A pesar de las esperanzas y expectativas que se plantearon por la VNS, su eficacia ha sido limitada y comparable a la introducción de nuevos FAEs22,23. La VNS tampoco está exenta de complicaciones y tiene reacciones adversas cardiovasculares, fonatorias, respiratorias y gastrointestinales durante su implantación y posterior uso21,24. Se han aprobado por la FDA de EE.UU. dos dispositivos (Responsive Neurostimulation System [RNS], Neuropace, Mountain View CA y Deep Brain Stimulation [DBS], Medtronic, CA) para el tratamiento de la epilepsia fármaco-resistente. No obstante, los parámetros óptimos de estimulación, así como la selección de los mejores objetivos posibles aún no están claramente definidos.

Además, estos dispositivos requieren implante quirúrgico y tienen costos elevados26,27.

TDCS se aplica a través de dos electrodos (ánodo y cátodo) sobre el cráneo para inducir cambios en la excitabilidad cortical a través de una corriente eléctrica débil y constante. La excitabilidad cortical puede aumentar después de la estimulación anodal, mientras que por lo general disminuye después de ctDCS1,28. Si tomamos este principio, se ha propuesto la hiperpolarización utilizando tDCS catodal(ctDCS) como terapia para suprimir descargas epileptiformes y convulsiones clínicas en estudios básicos y clínicos.

En comparación con la VNS, DBS y RNS; tDCS y la estimulación magnética transcranial repetitiva (rTMS) son técnicas no invasivas22,29. Sin embargo, tDCS tiene varias ventajas sobre rTMS, es más económica y se puede utilizar en equipos compactos con seguridad7. La presente revisión se centra en el análisis de la información sobre la eficacia y la seguridad de tDCS en la epilepsia en seres humanos y animales.

Nuestra revisión sistemática siguió las recomendaciones del Manual Cochrane para revisiones sistemáticas de intervenciones30, y los lineamientos PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and MetaAnalyses)31.

Búsqueda de la literaturaSe buscaron artículos en PubMed, MedLine, Scopus, Web of Science y Google Scholar (1969-2016), utilizando las palabras clave “Transcranial direct current stimulation”, “tDCS”, “Brain polarization”, “galvanic stimulation” y “epilepsy” en animales y seres humanos.

Arch Neurocien (Mex) INNN - 2017Neuromodulación no invasiva en epilepsia: estimulación eléctrica transcraneal por corriente directa

Vol. 22 • Suplemento especial • Epilepsia • 31 •archivosdeneurociencias.com

Criterios de selecciónSe adoptaron los siguientes criterios en los artículos: 1.en inglés (aunque no hubo manuscritos en otros idiomas), 2.originales e 3.informes de casos. Por lo tanto, excluimos los siguientes artículos: 1.de revisión; 2.que reportan datos duplicados o datos extraídos de artículos originales; 3. que tratan sólo efectos de otras técnicas de estimulación cerebral tales como, rTMS.

Extracción de datosPara cada estudio, dos autores extrajeron los datos de forma independiente (D.S y H.Z.G) y otro autor (D.N.M.S) controlaron la extracción de datos. Cualquier discrepancia se resolvió por consenso con el autor correspondiente (D.S.), consultado si es necesario. Se elaboró una lista de verificación estructurada para extraer las siguientes variables:1.Características demográficas y clínicas, como muestra total, animales o seres humanos, sexo, tipo de epilepsia, modelo de epilepsia y edad (años). 2.Características del diseño del estudio, como la frecuencia de las sesiones de estimulación y el grupo de control. 3.Las características del tratamiento, que incluyeron el posicionamiento del ánodo y del cátodo, la dosis de la corriente eléctrica (mA), el tamaño de los electrodos (cm2), duración de la sesión (min), densidad de corriente (A / cm2), que se calculó con la fórmula:

J =I / aDonde J = densidad actual (A / m2), a= superficie de contacto (m2) e I= corriente actual (A) y carga eléctrica (C) (calculada según la fórmula descrita en Brunoni AR, et al; 2011)32:

Q = I*tDonde Q = carga eléctrica, I = de corriente eléctrica actual, y t = tiempo (s).

4.Efectos adversos (AEs), si se considera un "todo o nada" (por ejemplo, "todos los pacientes toleraron bien el tratamiento", "todos los sujetos reportaron sensación de hormigueo", "no se reportaron efectos secundarios”, etc.) o una descripción detallada de los eventos adversos en tales casos, recogimos datos sobre la notificación de picazón, ardor, hormigueo, malestar general y dolor de cabeza. Estos eventos adversos fueron elegidos de estudios previos33,34.5.Definimos la eficacia como la reducción de la actividad epiléptica interictal o la reducción porcentual de las convulsiones clínicas.

Evaluación de calidadDe acuerdo con la metodología de Jadad35, se abordaron los siguientes temas que influyen en la calidad de los datos: 1.informe selectivo de resultado36 se identificó la presencia o ausencia de EA y su intensidad reportándose junto con los resultados; ¿Qué método se utilizó para evaluar los EA o la eficacia?; si los estudios que reportaron EA y la eficacia fueron discutidos o no; 2.año de publicación30 y 3.presencia de un grupo de control. Dado que nuestro objetivo es identificar la seguridad y la eficacia relacionadas con tDCS, se tomó un enfoque amplio donde no se descartaron estudios basados en el sesgo de riesgo; en su lugar se realizarón análisis separados según la calidad del estudio.

Análisis cuantitativoTodos los análisis se realizaron con el programa microsoft excel®, debido al escaso número de estudios, se mostraron los resultados utilizando estadísticas descriptivas. Un metaanálisis no fue posible debido a la heterogeneidad metodológica, clínica y estadística de los estudios incluidos.




Resultados

Se examinaron 176 artículos, de estos se eligieron 15 artículos con diferentes tipos de diseño (3 animales / 12 humanos) que incluyeron 109 animales y 143 humanos con epilepsia; de estos 15 presentaron más de un experimento y ningún artículo presentó estudios duplicados. En total, 41/143 (28.77%) de los pacientes epilépticos informaron EAs leves (en especial prurito craneal leve bajo electrodos).

Investigación básica sobre tDCS en epilepsia La tabla 1 resume los resultados de los estudios en animales usando tDCS. Los estudios in vivo mostraron resultados favorables en la aplicación de tDCS para tratar crisis epilépticas inducidas en ratas. El primer estudio, de Liebetanz et al., (2006), evaluó el potencial antiepiléptico tDCS en un modelo de convulsión en ratas de rampa cortical modificada. Para determinar el umbral de la actividad convulsiva localizada (TLS) en este modelo, se aplicó un tren único de pulsos rectangulares bipolares (50 Hz, 2 ms, 2 mA) con intensidad de corriente cada vez mayor desde un electrodo epicraneal unilateral a la corteza. Cuando se registraron los primeros signos de comportamiento convulsivo, se interrumpió la estimulación y se definió el punto como TLS. En cuatro sesiones, un grupo (n=7) recibió tDCS a una intensidad de 100 mA, se aplicó ctDCS durante 30 y 60 min, tDCS anodal durante 60 min y de nuevo 60 min de ctDCS. En otro grupo (n = 8), la intensidad de corriente se aumentó a 200 mA. En las cuatro sesiones, estos animales recibieron ctDCS durante 15 y 30 min, tDCS anodal durante 30 min, y de nuevo ctDCS durante 30 min. El principal hallazgo fue que ctDCS podría aumentar el umbral de la actividad convulsiva focalizada durante 2hs. También mostró que el efecto anticonvulsivo es específico de la polaridad.

Los efectos de tDCS en el TLS se relacionaron con la intensidad de la corriente y la duración de la estimulación. Se realizó un análisis morfológico e inmunohistoquímico estudiando la expresión del marcador ED1 microglial en cuatro cerebros de rata que recibieron 30 min de tDCS anodal y catodal a 200 mA. No se encontraron efectos tisulares deletéreos37. Otro estudio investigó los efectos tDCS sobre las convulsiones y la memoria espacial, así como los efectos neuroprotectores después del status epiléptico (SE) inducido por la pilocarpina en ratas. Se aplicó ctDCS a 200mA x 30 min x 2 semanas. Los resultados mostraron un 21% de reducción de las convulsiones, rescate del deterioro cognitivo y ligera pérdida de las células del hipocampo. Estos resultados sugieren que tDCS tiene un posible efecto neuroprotector y antiepiléptico después de que pilocarpina indujo el SE, y se asocia con mejoría del rendimiento cognitivo38.Zobeiri ,et al. (2013) utilizó un modelo genético in vivo de epilepsia con crisis de ausencia demostrando que ctDCS bilateral tiene efectos antiepilépticos de corta duración sobre el número de descargas de punta y de ondas lentas proporcionales a la intensidad del estímulo39.

Investigaciones clínicas sobre tDCS en la epilepsia Se ha aplicado tDCS en 143 pacientes con el objetivo principal de disminuir las convulsiones y/o la actividad epileptiforme electroencefalográfica y evaluar la seguridad del procedimiento(10–18). La tabla 2 resume los estudios en humanos sobre la seguridad y la eficacia de tDCS.Fregni et al., (2006), realizaron el primer estudio aleatorizado con placebo controlado, de los efectos de tDCS en 19 pacientes con epilepsia refractaria y malformaciones de desarrollo cortical asignadas aleatoriamente a grupos de tratamiento activos o placebo.



Autor (año) Liebetanz et al. (2006) Kamida et al. (2011) Zobeiri et al. (2013)

Tipo y diseño de artículo

Original Experimental Original Experimental Original Experimental

Animal Ratas Ratas Ratas

Número de muestra 65 18 26

Edad (meses) 2 0.7 6

Sexo (% de machos) 100 100 100

I=Dosis de corriente (A)/J=Densidad de corriente (A/m2)Q=Carga eléctrica (C)

I1 =100 μA I2 =200 μA J1 =28.571 A/m2

J 2 =57.142 A/m2

Q 100 μA, 30 min=180 mC Q 100 μA,60 min=360 mC Q 200 μA,15 min=180 mC Q 200 μA,30 min=360 mC

I= 200 mAJ= 57.142 A/m2

Q= 360 mC

I I, II = 100 mAI III = 150 mAJ I, II = 28.571 A/m2

J III = 42.857 A/m2

Q I, II = 90 mCQ III = 135 mC

Montaje

2 mm izquierda y 2 mm anterior de bregma

1.5 mm a la derecha y 2 mm anterior a bregma

El electrodo activo del EEG fue colocado en la corteza motora del hemisferio derecho con dos cables como tierra y la referencia en la parte superior del cerebelo

Modelo de epilepsia/ tipo de epilepsia

In vivo Inducción in vivo del status epiléptico con pilocarpina

Modelo genético in vivo de epilepsia de ausencia

Tipo y tamaño de los electrodos

3.5 mm2 (a= 3.5 x 10-6 m2

2.1-mm diámetro interior y 3.5 mm2(a = 3.5 x 10-6 m2)

Grabación de EEG con electrodo tripolar diámetro de 2.1 mm y un área de contacto de 3.5 mm2 (a= 3.5 x 10-6 m2 )

Frecuencia y duración de las sesiones

4 sesiones (50Hz, 2ms tren de pulso) separado por una semana 1.Catodal tDCS por 30 y 60 min, anodal tDCS por 60 min, y de nuevo 60 de tDCS catodal2.Catodal tDCS por 15 y 30 min, anodal tDCS por 30 min, de nuevo catodal tDCS por 30 min

2 semanas; 30 min I. 10 ratas recibieron 4 series de 15 min de estimulación catodal y anodal de 100 mA con un intervalo de 1 h y 45 minII. 8 ratas recibieron 4 sesiones de 15 min de estimulación catodal de 100mAIII. 8 ratas, similar al protocolo a II, pero a 150 mA

Efectos adversos Ninguno ? Ninguno

Resultado

Después de tDCS, el límite para localizar la actividad convulsivaestaba determinado repetidamente durante 120 min en intervalos de 15 min.El efecto anticonvulsivo inducido por tDCS catodal depende de la duración y fuerza del estímulo actual y tal vez está asociado con la inducción de alteraciones en la excitabilidad cortical.

Efectos neuroprotectores sobre el hipocampo inmaduro de la rata, incluyendo reducción de brotes con mejoras en el rendimiento cognitivo.Las convulsiones fueron reducidas al 21% en el día postnatal 55.

I.La estimulación catodal y anodal no tuvo efectos adversos significativosII y III. El número de descargas en espigas y ondas lentas se redujo en el día de estimulación comparado con la línea base.No existieron diferencias significativas en la cantidad y duración media de descargas en espigas y ondas lentas entre el día de referencia y el día post-estimulación

Tabla 1. Resumen de seguridad y eficacia en estudios realizados a animales de tDCS y epilepsia




Autor (año) Fregni et al. (2006)

San Juan et al.(2011)

Varga et al. (2011)

Yook et al. (2011)

Faria Paula et al. (2012)

Auvichayapat et al. (2013)

San Juan et al. ( 2016)

Tekturk et al. (2016)

Zoghi et al. (2016)

Assenza et al. (2016)


Tipo y diseño del artículo

Experimental aleatorizado, placebo controlado, no cegado

Reporte de caso experimental, no controlado, no cegado

Experimental, doble ciego, placebo controlado, transversal

Reporte de casoexperimental

Transversal controlado

Experimental aleatorizado, controlado, con placebo,no cegado

Aleatorizado, controladopor placebo, doble ciego

Estudio cruzado aleatorizado

Reporte de caso

Estudio doble ciego, aleatorizado, controlaod por placebo, cruzado y onocentrico

Estudio, doble ciego, descriptivo de serie de casos

Número de la muestra

19 2 5 1 2 36 28 12 1 10 5

Edad (año [edad media ±SD rango])

24.16 ± 7.9 23 6-118.5 ± 2.5

11 11 y 7 6-15 37.8 (±10.9) 35.42±6.96 48 42±15.7 19±7

Sexo (% de mujeres)

42 0 40 100 0 28 43 50 100 60 60

I=dosis de corriente (A)J= densidad de corriente (A/m2

Q=carga eléctrica

I=1 mAJ=0.285A/m2

Q= 1.2C

Imin = 1 mAImax = 2mAJmin = 66.666 A/m2

Jmax=133.333 A/m2

Qmin=3.6CQmax=7.2C

I=1 mAJ=0.4 A/m2

Q=1.2 C

I= 2 mAJ= 0.8 A/m2 Q= 2.4 C

Imin =0.5mA Imax =1mA Jmin =6.366 A/m2

Jmax=12.732 A/m2 Qmin =0.15C Qmax =0.3C

I= 1 mAJ= 0.285 A/m2

Q= 1.2C

I=2mAJ=0.571 A/m2

Q=3.6 C

I=2mAJ=0.571 A/m2

Q=3.6 C

Cátodo:I= 1mAJ= 0.833 A/m2 Q= 1.2 CÁnodo:I=1mAJ= 0.285 A/m2

Q= 1.2C

I=1mAJ=0.285 A/m2

Q= 1.2 C

I=2MaJ=0.571 A/m2

Q=3.6C

Montaje Estimulación catodal sobre el foco epileptogénico de acuerdo al EEG base

C3, F2 Determinado por la descarga focal epileptiforme en la visualización mapa-voltaje en 3D

Punto medio entre P4 y T4

Basado en 10-10Sistema internacional de posiciones (principalmente C5-C6)

Basado en el montaje internacional 10-20 EEG (principalmente C3-F3)

Basado en el montaje internacional 10-20

Región temporal, T3 o T4

Protocolo 9-20-9,catodo: lóbulotemporal derechoAnodo: área supraorbital izquierda

Catodo: sobre foco pileptogenoAnodo:región homologa contralateral

Electrodo activo: área epileptiforme prominente Electrodo de referencia: región mastoidea contralateral

Modelo de epilepsia/ tipo de epilepsia

Epilepsia focal refractaria debido a displasia cortical

Encefalitis de Rasmussen

Espigas y ondas continuas síndrome durante el sueño lento

Síndrome bilateral perisilviano

Refractaria a medicamentosContinuos Espigas- ondasDescargasDurante el sueñoSueño

Epilepsia focal refractaria con diferentes etiologías

Epilepsia del Lobulo Temporal Mesial secundaria a Eslerosis Hipocamal (ELTM-EH)

ELTM-EH Epilesia Focal Refrctaria del Lobulo Temporal

Epilepsia Focal Refractaria del Lóbulo Temporal

Encefalitis de Rasmussen

Tipo y tamaño de los electrodos

Electrodo de esponja 35 cm2 (a = 3.5 x 10-3 m2)

Aguja subdérmica 12 mm en longitud y 0.4 mm en diámetro (a = 4.925 x 10-6 m2

Esponja de electrodo de 25 cm2 (a=2.5 x 10-3 m2)

Esponja de electrodo de 25 cm2 (a=2.5 x 10-3 m2 )

Esponja de electrodo de 35 cm2 (a = 3.5 x 10-3m2)

Esponja de electrodo de 35 cm2 (a=3.5 x 10-3m2)

35 cm3 (3.5X10-3 m2 ) esponja de electrodo (anodal y catodal), saturados con solución de cloruro de sodio al 0.9%

Electrodos de esponjas, con solución salina, 7cmx5cm35 cm2 (3.5 X10-3 m2)

Cátodo 3x4cm=12cm2 = 1.2X10-3 m2,

Ánodo 5x7cm = 35 cm2=3.5 X10-3 m2

Electrodo de 5cm x7cm = 35 cm2 = 3.5 X10-3 m2

Electrodo de 70mm x 50mm

Frecuencia y duración de la sesión

Sesión única; 20 min

60 minutos en cuatro sesiones ( en los días 0, 7, 30 y 60)

20 min 5 días a la semana durante 2 semanas. Se repitió el rocedimiento después de 2 meses; 20 min

Una vez a la semana, a tres sesiones por la tarde de 30 min cada una

Una sesión; 20 min

3 o 5 dias; 30 min

30 min, 3 sesiones, 3 días consecutivos

20 min, dos sesiones

20min; 2 sesiones

30 min; 3 sesiones

Tabla 2. Resumen de estudios de seguridad y eficacia en el uso de tDCS en pacientes epilépticos



Efectos adversos Comezón ( 3 grupo activo y 1 grupo placebo)

Ninguno Ninguno Ninguno Ninguno Un paciente (2.7%) desarrolló rash eritematoso transitorio (<2 h) sin prurito o dolor debajo del electrodo de referencia

Picazón leve en 90% de pacientes.Dos pacientes reportaron cefalea moderada post-estimulación

Sin EA Sin EA Picazón bajo electrodos en 8 pacientes

Sin EA

JADDAD 3 1 2 0 1 2 5 1 0 3 3

Resultado Se encontró reducción significativa en el número de descargas epileptiformes (media 64.3%), sin embargo no se encontró reducción clínica de las crisis en un periodo de seguimiento de 30 días

Un paciente quedo libre de crisis, mientras que el otro redujo al 50% la frecuencia de crisis en un periodo de 6 meses de seguimiento

tDCS catodal no redujo el índice de espigas después de dos días de sesiones de estimulación en la tarde; placebo en la primera noche y tDCS en la segunda

Durante los primeros dosmeses después del tratamiento; el paciente tuvo solamente 6 crisis; con una evidente mejoría clínica, después de la segunda intervención el paciente solamente tuvo una solo ataque de convulsión en dos meses

tDCS catodal es seguro y bien tolerado por los pacientes con epilepsia refractaria. Ellos encontraron una reducción extensa en las descargas epileptiformes interictales en C5 (media 32.1%) durante y después de tDCS ( 10 min)

tDCS catodal puede suprimir las descargas epileptiformes en 57.6% por 48 h, pero el efecto de una sola sesión en anomalías de EEG no se mantuvo por 4 semanas. Una reducción estadística en la frecuencia de convulsiones fue encontrada (4.8%) en el análisis post- hoc

Reducción de la frecuencia de la crisis a dos meses en ambos grupos activos siendo superior al placebo

10 pacientes con una reducción del 50% de crisis después de stiumulacion, 6 pacientes libres de crisis por un mes después de periodo post-estimulación

Crisis redujeron de 6-10 por día a 0-3 por día. Registro diario muestran que se mantuvo bajo a 0-3 por día por 4 meses

La cTDCS aplicada al lóbulo temporal en pacientes con Epilepsia fármaco-resistente con un montaje simétrico induce icativamente beneficios clínicos comparados con placebo

Tanto la tDCS catodal clásica como el modulado pueden ser métodos alternativos adecuados para tratar las crisis epilépticas en pacientes con encefalitis de Rasmussen.

Autor (año) Fregni et al. (2006)

San Juan et al.(2011)

Varga et al. (2011)

Yook et al. (2011)

Faria Paula et al. (2012)

Auvichayapat et al. (2013)

San Juan et al. ( 2016)


Zoghi et al. (2016)

Assenza et al. (2016)


Continuación.Tabla 2. Resumen de estudios de seguridad y eficacia en el uso de tDCS en pacientes epilépticos

Los pacientes bajo tratamiento activo (n=10; 1 sesión, 1mA, 20 min) se colocó el cátodo sobre la zona epileptogénica (como se identificó por el EEG basal) y el ánodo sobre una área sin actividad epileptiforme. Los pacientes que recibieron tratamiento placebo (n=9), los electrodos se colocaron en la misma posición; sin embargo, el estimulador se apagó después de 5s para generar sólo la sensación de ardor producida por tDCS. El número de descargas epileptiformes en el EEG y el número de convulsiones se registraron de inmediato y después a los 15 y 30 días.

Los resultados mostraron una reducción significativa de las descargas epileptiformes (64.3%) en el grupo de tratamiento activo, así como una tendencia a la reducción de convulsiones. La conclusión de este estudio fue que ctDCS no induce o aumenta las convulsiones y que es bien tolerado por los pacientes con epilepsia refractaria10.En otro estudio doble ciego placebo controlado que incluyó a 5 niños(as) (6-11 años de edad) con puntas continuos y el síndrome de puntas epilépticas durante el sueño lento, tDCS se utilizó para disminuir la actividad




epileptiforme. Se continuó la monitorización electroencefalográfica durante dos días y se aplicó ctDCS como tratamiento placebo el primer día y el tratamiento activo el segundo día.

Se aplicó ctDCS sobre el foco epileptogénico durante 20 minutos a 2mA; mientras que el tratamiento placebo siguió el mismo protocolo excepto que el estimulador se apagó después de 5s. El uso de un electrodo catódico (25cm2) más pequeño que el electrodo de referencia (100cm2) aumentó la focalidad del tratamiento. El estudio no encontró disminución de la actividad epileptiforme inducida por tDCS, pero sí mostró la seguridad del procedimiento en población pediátrica. Cabe señalar que después del tratamiento el patrón de puntas se detectó en una área más focalizada en tres pacientes12.

Auvichayapat et al.,(2013), trató a 36 niños(as) (6-15 años) con epilepsia focal con una sola sesión de tDCS (20 min, 1mA) y demostró que ctDCS puede suprimir las descargas epileptiformes durante 48hs, con una pequeña (clínicamente insignificante pero en estadística significativa) disminución de la frecuencia de convulsiones14.

Faria et al.,(2012), aplicaron tDCS (30 min 1mA) en 2 pacientes pediátricos con descargas continuas refractarias durante el sueño lento y encontraron resultados similares en la seguridad y la reducción de las descargas epileptiformes interictales40.

Yook et al.,(2011), publicó un caso de aplicación exitosa de dos sesiones de tDCS (2mA durante 20 min 5 días x 2 semanas, intervalo 2 meses) en una niña de 11 años con displasia cortical focal y epilepsia farmacorresistente con un promedio de 8 convulsiones por meses.

Al final, la paciente tuvo una sola convulsión durante dos meses. La terapia no tuvo efectos secundarios notables13.

San Juan et al., (2011), reportó dos pacientes con encefalitis de Rasmussen que fueron tratados con éxito usó tDCS (1-2mA durante 60 min en 4 sesiones [días 0, 7, 30 y 60]) aplicado al hemisferio afectado. Los pacientes no experimentaron ningún efecto adverso11.

San Juan et al.,(2017), en un estudio aleatorizado controlado por placebo, doble ciego en el cual se trataron 28 pacientes (3d=12, 5d=8, placebo=8)con epilepsia del lóbulo temporal (ELT) secundaria a esclerosis hipocampal (EH), donde registraron antes y después del tratamiento con tDCS, la frecuencia de las crisis, descargas epileptiformes interictales y efectos adversos. Observaron una reducción significativa de la frecuencia de las crisis a 1-2 meses de seguimiento de ctDCS comparado con el registro base, lo que fue superior a placebo15.

Tekturk, et al., (2016), evaluaron el efecto de ctDCS en 12 pacientes con ELT-EH, comparado con placebo. Diez pacientes tuvieron una reducción de crisis del 50%, seis estuvieron libres de crisis durante un mes post-ctDCS. No se observaron EA severos, solo sensación de comezón durante la estimulación17. Zoghi, et al., (2016), en un paciente utilizó ctDCS, encontró resultados similares18.

Assenza et al.,(2016), en un estudio controlado con placebo, demostraron que ctDCS aplicada a 10 pacientes con ELT farmacorresistente con un montaje simétrico redujo el porcentaje de la frecuencia de crisis semanales más que la estimulación placebo (-71±33% ctDCS vs 25 ± 125% placebo). No obstante, los cambios en la actividad epileptiforme no difirieron entre



ctDCS con respecto a la estimulación placebo. Ningún paciente informó empeoramiento de la frecuencia de convulsiones o de la intensidad de convulsiones. El ardor en el cráneo fue el único efecto secundario reportado durante las sesiones de estimulación16.

Tekturk, et al., (2016), en un estudio descriptivo de serie de casos, evaluaron el efecto y seguridad de tDCS en 5 pacientes con encefalitis de Rasmussen. Primero, los pacientes recibieron ctDCS, después anodal (2mA x 30 min, y por 3 días consecutivos para estimulaciones no-placebo), por último, estimulación placebo con un intervalo de dos meses, respectivamente. Observaron que después de ctDCS, hubo un 50% de decremento de la frecuencia de las crisis en todos menos un paciente. Dos pacientes que recibieron estimulación catodal, tuvieron mejores resultados. No se observaron efectos secundarios. Concluyeron que tanto ctDCS clásica como el modulado pueden ser métodos alternativos adecuados para tratar las crisis epilépticas en pacientes con encefalitis de Rasmussen19.

Auvichayapat, et al., (2016), en un estudio aleatorizado, controlado por doble ciego, evaluaron la eficacia de tDCS en 22 niños con síndrome de Lennox-Gastaut farmacorresistente por 5 días consecutivos, comparado con placebo. Observaron una reducción de la frecuencia de la actividad epiléptica por 3 semanas después del tratamiento activo20.

Discusión

Varios estudios en animales in vitro e in vivo han demostrado que la corriente continua(DC) y tDCS pueden inducir con éxito la supresión de la actividad epileptiforme en registros electroencefalográficos19,37–39,41,42.

En 1996, Gluckman et al., utilizaron un modelo de rata de epilepsia inducido por una alta concentración de potasio para estudiar el efecto de los campos eléctricos de la DC sobre la actividad síncronica en CA1 y CA3 de cortes transversales y longitudinales del hipocampo. La corriente de baja tensión (≤5-10V) suprimió la actividad epileptiforme en 31/33 muestras. Se observó que la supresión de la actividad epileptiforme fue independiente de la región estudiada y el tipo de corte, pero altamente dependiente de la orientación del campo con respecto al eje somato-dendrítico42.

Estudios in vitro han demostrado que el efecto antiepiléptico inducido por la DC está mediado por hiperpolarización y orientación del campo eléctrico. Estos efectos se demostraron en un estudio de Ghai et al.,(2000), en un modelo de epilepsia bajo en calcio en la que la actividad epiléptica fue suprimida, y a través de Lian et al., (2001) que comparó los efectos de la DC y corriente alterna (AC) en la supresión de actividad epileptiforme41,43.

Los principios básicos de tDCS en epilepsiatDCS se ha propuesto como un método alternativo, seguro, factible y de bajo costo para modificar la excitabilidad cortical de manera no-invasiva similar a rTMS44,45. En epilepsia, se ha intentado reducir el número de convulsiones y patrones epileptiformes por estimulación catodal y su aparente efecto de hiperpolarización10–13.El flujo de corriente desde el ánodo-cátodo se distribuye sobre el cuero cabelludo y la corteza cerebral, lo que resulta en un aumento o disminución de la excitabilidad neural dependiendo de la dirección y la intensidad de la corriente46. tDCS anodal por lo general tiene un efecto excitador en la corteza cerebral debido a la despolarización neuronal, mientras que lo




contrario se mantiene bajo el cátodo a través de un proceso de hiperpolarización21. Los efectos de una sola sesión de estimulación persisten durante 1-48hs14,47.

Mecanismos de acción de tDCSEl mecanismo completo de acción de tDCS es desconocido, pero parece implicar una combinación de hiperpolarización y despolarización de los axones, así como alteraciones de las funciones sinápticas. Los estudios farmacológicos aportan ciertas pistas del mecanismo de acción. Los bloqueadores de los canales de sodio y calcio eliminan tanto los efectos inmediatos como a largo plazo de la estimulación anodal, mientras que el bloqueo de los receptores NMDA(glutamato) previene los efectos a largo plazo de tDCS, independientemente de la direccionalidad48,49.Los efectos producidos por tDCS dependen de algunas características distintivas de la inducción de procesos de neuroplasticidad sináptica: la duración del efecto depende de la intensidad de la estimulación, es de origen intracortical y depende de la actividad del receptor NMDA29. El aumento del tamaño del electrodo de referencia y la reducción del tamaño del electrodo de estimulación aumenta la focalidad del tratamiento50.

Algunos estudios muestran que existe un mecanismo de acción no sináptico basada en cambios de las funciones de la membrana neural51–53. Se han sugerido cambios localizados en las concentraciones de iones, alteraciones de las proteínas transmembranales y cambios electrolíticos relacionados con el hidrógeno inducido por la exposición a una corriente eléctrica constante51–53. Durante la estimulación, ctDCS reduce la facilitación intracortical54,55; sin embargo, el mecanismo subyacente de ctDCS inducida por los cambios intracorticales no ha sido totalmente aclarado.

Algunos estudios37,43,48,56 sugieren que la estimulación DC produce hiperpolarización postsináptica, lo que conduce a una reducción de la entrada presináptica y a una depresión sináptica mediada por el receptor NMDA. Además, ctDCS induce la migración de las proteínas transmembrana y altera el equilibrio ácido-tisular local, lo que lleva a la disfunción del sistema NMDA51. Se piensa que los efectos a largo plazo de tDCS reflejan alteraciones en la eficacia del receptor NMDA48,49 y podría contribuir a los efectos neuroprotectores en el hipocampo inmaduro, la mejora en el rendimiento cognitivo y efectos antiepilépticos38.En la epilepsia focal, las convulsiones se asocian con excitabilidad o sincronización patológicamente incrementada, así como un control inhibitorio deficiente en el foco epiléptico57–59. A nivel celular, la generación de descargas en ráfaga depende de la estabilidad del potencial de membrana, que se determina por la homeostasis de iones.Se ha considerado que la alteración de la homeostasis del calcio intracelular desempeña un papel central tanto en la epileptogénesis como en la propagación de crisis60–62. ctDCS induce una disminución de la excitabilidad cortical, que se cree que es el resultado de un cambio de los potenciales de membrana y una posterior alteración de la eficacia sináptica37,48. La consolidación sináptica de estos cambios de plasticidad puede ser mediada por la disminución de la afluencia intracelular de calcio48.

La magnitud y duración del umbral de efectos secundarios inducido por ctDCS para la actividad de convulsión localizada está relacionada con la intensidad de la corriente y la duración de la estimulación. Con una intensidad de corriente de 100mA, se obtienen efectos secundarios relevantes sólo cuando se aplica tDCS durante 60 min.



Cuando la intensidad de corriente se incrementa a 200mA, se inducen aumentos de umbral similares por duración de estimulación de sólo 30 min.

Los efectos anticonvulsivos inducidos por tDCS son reversibles y la repetición de aplicaciones de tDCS efectivas conduce a un aumento de umbral reproducible de la actividad de convulsión localizada37.

De acuerdo a estudios farmacológicos al usar ctDCS ha demostrado reducción de la excitabilidad pues no es afectada por carbamazepina (CBZ) o la flunarizina. Este hallazgo sugiere que tDCS anodal requiere la despolarización del potencial de membrana, ya que la CBZ estabiliza el potencial de membrana dependiente del voltaje48,49.

También, se ha encontrado la participación del sistema inhibidor GABAérgico. La aplicación de un agonista de GABA-A (lorazepam) no causó ningún efecto sobre las disminuciones excitatorias provocadas por ctDCS en la corteza motora. Lorazepam también causó una supresión de la inducción intracortical de tDCS de la excitabilidad neuroplástica. El origen de estos efectos no está claro61.

Stagg et al., (2009), utilizó la espectroscopía de resonancia magnética para proporcionar evidencia de que tDCS anodal reduce el GABA localmente, mientras que ctDCS provoca una disminución de la actividad neuronal glutamatérgica con una reducción elevada correlacionada del GABA63. Se ha asociado el decreciemiento en el glutamato después de ctDCS como consecuencia de una disminución de la tasa de síntesis de glutamato a partir de la glutamina con reducción de la transmisión neuronal excitatoria.

Una reducción correlacionada de las concentraciones es coherente con la regulación funcional de ácido glutámico descarboxilasa 67 por la concentración de su sustrato glutamato63.

La falta de efecto de los agonistas de los receptores GABA-A en los cambios neurofisiológicos de ctDCS observados en estudios previos61 plantea una preocupación teórica de que ctDCS podría disminuir los efectos antiepilépticos de los fármacos GABAérgicos.

En resumen, el mecanismo completo de acción de tDCS es desconocido, pero parece implicar una combinación de hiperpolarización y despolarización de los axones neurales y las interacciones controladas por la actividad sináptica. La epilepsia, concebida como una patología de "red" con la característica intrínseca de la actividad hipersincrónica, representa el modelo para los cambios plásticos hiperexcitatorios anormales dentro de los circuitos corticales. tDCS es una herramienta potencial moduladora de la neuroplasticidad y podría alterar o promover alteraciones electroquímicas que puedan tener un impacto en estas redes hiperexcitables.

Eficacia y seguridad de tDCS en modelos animales de epilepsiaCtDCS en modelos animales de epilepsia ha demostrado un incremento del umbral para la actividad de convulsión localizada30 y una disminución del brote en el hipocampo inmaduro32. En algunos experimentos, las convulsiones se redujeron hasta el 21%31, otras mostraron una reducción del número y disminución de la duración media de las punta y descargas de onda lenta en el estado post-estimulación de 1h 45 min32. Además, los estudios en animales no mostraron EA significativos37,38.




Eficacia y seguridad de tDCS en pacientes epilépticosLos estudios clínicos de tDCS son prometedores, con 10 de 12 (83.33%) estudios que han demostrado una disminución efectiva de las crisis epilépticas y 8/12(66.66%) una reducción de la actividad epileptiforme interictal. Sin embargo, algunos resultados no son concluyentes o negativos por varias razones: el número de pacientes en cada estudio ha sido relativamente pequeño y heterogéneo. Además, la terapia se ha aplicado con diferentes parámetros10–18. El principal logro hasta ahora ha sido la demostración de que tDCS es en apariencia segura en adultos10–13. Se necesitan más estudios para definir los mejores protocolos de estimulación y comprender los efectos a largo plazo de tDCS.El uso de tDCS en protocolos experimentales se

Financiamientos

Dr. Deldhy N. Moya-Sánchez, ha sido becado por la Universidad Autónoma de Sinaloa y el Instituto de Apoyo a la Investigación e Innovación del Estado de Sinaloa.

ha traducido en sólo efectos adversos menores, incluyendo dolor de cabeza leve y picazón en el sitio de colocación de electrodo3,4. En conclusión, tDCS es una técnica reemergente para la neuromodulación de la actividad cortical. Los ensayos de tDCS han demostrado seguridad y eficacia preliminar en animales y pacientes con epilepsia. Se necesitan estudios más amplios para definir los mejores protocolos de estimulación, el mecanismo de acción y los efectos a largo plazo.

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Cirugía de epilepsia: procedimientos quirúrgicos en la epilepsia de difícil controlMario Arturo Alonso Vanegas1, Eduardo Quintero López2 , Diego Alberto Osorio Alzate3

1Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía, Programa prioritario de epilepsia. Presidente de CAMELICE, miembro de la comisión de terapia quirúrgica de la ILAE y presidente de la comi-sión de ILAE–Latinoamericana de CE.2 Neurocirujano. Hospital Humanitas Medical Group Coyoacán (HMG). 3Fellow de cirugía de epilepsia y funcional. Neurocirujano. Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía.

*Correspondencia: Dr. Mario Arturo Alonso Vanegas. Email: [email protected]

Resumen

La Organización Mundial de la Salud indica que existen 50 millones de personas con epilepsia; las personas que la padecen deben ser tratadas con medicamento anticonvulsivante y cirugía como una alternativa para tener una mejor calidad de vida, ello implica contar con un diagnóstico adecuado y hacer conciencia de quienes les rodean y de quienes lo padecen para buscar oportunidades de mejoría. La tecnología y los avances científicos desarrollados permiten contar con formas para diagnosticar de manera precisa la epilepsia tales como la resonancia magnética nuclear (RMN), resonancia magnética nuclear funcional (RMNF), resonancia magnética espectroscópica (RME), estudios metabólicos como la tomografía de emisión de positrones (PET), tomografía computarizada de emisión de fotón único (SPECT), acompañamiento del electroencefalograma(EEG) y video-electroencefalograma (VEEG), así como la electrocorticografía (EcoG) transoperatoria, registro de electrodos profundos y mallas para identificar zonas epileptogénicas.Este artículo permite identificar la patología compleja de la epilepsia, sus diferentes manifestaciones sintomáticas y repercusiones en general, así como los avances de tratamientos y procedimientos para abordar la epilepsia de difícil control (EDC), misma que deriva en ciertas conductas del paciente y su convivencia con el medio que lo circunda. Se analizan en primera instancia, los conceptos centrales en torno a la EDC, su marco de referencia y contexto; más adelante los tratamientos y avances respecto a los resultados de métodos quirúrgicos como alternativa a este tipo de enfermedad. Un diagnóstico temprano es fundamental para un tratamiento oportuno cuando se decide el abordaje quirúrgico de las diferentes formas de epilepsia, los resultados son alentadores para los pacientes.

Palabras clave: ECD, Cirugía de epilepsia, procedimientos.



Epilepsy surgery: surgical procedures in difficult-control epilepsy

Abstract

The World Health Organization reports that there are 50 million people with epilepsy; people who suffer from it and must be treated with anticonvulsant medication and surgery as an alternative to have a better quality of life, this implies having a proper diagnosis and awareness of those around them and those who suffer from it, in order to look for opportunities for improvement.Technology and scientific advances developed, have made possible to count with precise forms of epilepsy diagnosis such as nuclear magnetic resonance (NMR), functional nuclear magnetic resonance (fNMR), magnetic resonance spectroscopy (MRS), metabolic studies such as positron emission tomography (PET), single photon emission computerized tomography (SPECT), electroencephalogram (EEG) and video-electroencephalogram (VEEG) monitoring, as well as introperative electrocorticography (ECoG), deep electrode recording and meshes to identify epileptogenic zones .This article allows to identify the complex pathology of epilepsy, the different symptomatic manifestations and repercussions in general; as well as the advances of treatments and procedures to deal with difficult-control epilepsy (DCE) that infer in certain behaviors of the patient and their coexistence with the environment that surrounds it.First, the central concepts of the DCE, its frame of reference and context are analyzed; later on, the treatments and advances regarding the results of surgical methods as an alternative to this type of disease.An early diagnosis is essential for timely treatment when deciding the surgical approach to the different forms of epilepsy, the results are encouraging for patients.

Keywords: DCE, Epilepsy surgery,procedures, treatments.



Mario Arturo Alonso Vanegas, et al.

Introducción

La epilepsia es una enfermedad cerebral crónica que afecta a personas de todo el mundo y se caracteriza por convulsiones recurrentes. Estas convulsiones son episodios breves de movimientos involuntarios que pueden afectar a una parte del cuerpo (convulsiones parciales) o a su totalidad (convulsiones generalizadas) y a veces se acompañan de pérdida de la conciencia y del control de los esfínteres. La epilepsia es un trastorno neurológico crónico que afecta a personas de todas las edades. En todo el mundo, unos 50 millones de personas padecen epilepsia, lo que la convierte en uno de los trastornos neurológicos más comunes1.

Una crisis epiléptica es una alteración paroxística e involuntaria de la función cerebral que se manifiesta por una pérdida o alteración de la conciencia, una actividad o comportamientos motores anormales y alteración de la sensibilidad o disfunción vegetativa2. Los eventos paroxísticos se clasifican en no epilépticos (orgánicos y eventos psicogénicos).Los eventos epilépticos se subdividen en:

»» Auras somatosensoriales • visuales• auditivas• psíquicas• olfatorias• gustativas

»espasmos epilépticos »autonómicas »abdominales » convulsiones autonómicas

• dialécticas• motoras• motoras simples

» convulsiones• simples

• generalizadas• clónicas• tónico-clónicas• versivas• motoras complejas• automotoras• gelásticas• atónicas• astáticas• hipomotoras• asinéticas, etre otras3.

Dentro del manejo de la enfermedad y control de la epilepsia está la nombrada epilepsia de difícil control (EDC) o refractaria a tratamiento farmacológico cuando el paciente se ve imposibilitado para llevar un estilo de vida de acuerdo a su capacidad individual derivado de las crisis, los efectos secundarios del tratamiento, así como otros problemas psicosociales. Algunos autores consideran este problema como la presencia de crisis repetidas por años en un paciente que recibe un tratamiento adecuado a dosis altas y que no logra controlar su enfermedad (Juul-Jensen 1986); es así que, un paciente con crisis epilépticas que no es controlado con fármacos durante un año después de su inicio y, a pesar de un adecuado diagnóstico y cuidadosa monitorización del tratamiento puede ser considerado como un paciente con EDC.

Discusión

La cirugía de epilepsia (CE) es sin duda aceptada para el manejo de la epilepsia de difícil control (EDC) parcial/focal, se ha documentado la superioridad de cirugía de epilepsia en comparación con el tratamiento mediante fármacos antiepilépticos (FAE) en casos de (EDC) de origen mesial en el lóbulo temporal; estos casos también se han denominado como síndrome tratable o remediable quirúrgicamente. La cirugía de epilepsia pretende el control de las crisis y la disminución de los FAE y la mejoría de




la calidad de vida y la readaptación social del individuo (el regreso a un empleo o su inicio, la posibilidad de desarrollo educativo, la aceptación social). Existe gran cantidad de procedimientos no sólo curativos, sino también paliativos los cuales mejoran de manera súbita la calidad de vida a largo plazo debido a la disminución o el control de las comorbilidades asociadas.En 1955, Wilder Penfield escribió “…no es suficiente saber que la cirugía de epilepsia controla o no las crisis, debemos enterarnos y preocuparnos por la integridad del paciente, si es capaz de obtener o mantener su empleo, si funciona de forma oportuna física y mentalmente, y el efecto sobre su conducta y la felicidad del paciente y sus amigos”4. La epilepsia de difícil control (EDC) es una enfermedad familiar en la cual el sufrimiento y el deterioro se hacen extensivos a otros miembros de la familia a pesar de realizar una evaluación prequirúrgica con el objeto de garantizar el éxito de los procedimientos para los pacientes de manera individual. En esta patología, quizás sea la cirugía el recurso que mejor muestra esta complejidad, ya que no es un recurso para todos los pacientes y debe ser abordado de manera holística e integral para cada paciente, el tipo de crisis, el tipo de epilepsia y el síndrome epiléptico.“El mayor reto que enfrenta la cirugía de epilepsia, no sólo en México sino en el mundo entero, es lograr definir con precisión algoritmos de tratamiento basados en evidencias(series grandes, aleatorizadas, ajenas a intereses personales o casos aislados) pero sin dejar de lado la cuidadosa selección individual de las características morfofuncionales de la epilepsia y de los aspectos psicosociales y psiquiátricos, asegurando la confianza, comprensión y cooperación del paciente o los familiares”4; por tanto, la cirugía de epilepsia es un recurso para casos de EDC (epilepsia refractaria al tratamiento médico o farmacorresistente).

Con base al Consejo Nacional de Población (2015), en México se estima que alrededor del 2% de la población sufre de epilepsia, es decir, 2´400,000 pacientes epilépticos, de ellos, de 400,000 a 600,000 son pacientes con EDC. La EDC está asociada con problemas de conducta, cognición, pérdida de la memoria, bajo rendimiento académico, detención o deterioro del neurodesarrollo, déficit de atención, depresión, ansiedad, psicosis, daño psicosocial, problemas somáticos, alteraciones del sueño y un incremento de 15% del riesgo de muerte en comparación con las epilepsias controladas con medicamentos4.

La cirugía de epilepsia ha evolucionado con grandes avances desde la primera cirugía realizada por Víctor Horsley en 1886, el resurgimiento de este tipo de cirugías ha sido marcado por los grandes avances tecnológicos en la detección de crisis mediante tecnologías computarizadas aplicadas a la electrofisiología, la introducción del (VEEG), nuevas técnicas de neuroimagen: imagen por resonancia magnética (IRM); imagen por resonancia magnética funcional (IRMf), imagen por resonancia magnética con espectroscopia (RME), estudios metabólicos (tomografía computarizada por emisión de fotón único, o SPECT y tomografía por emisión de positrones o PET) en la identificación de áreas epileptogénicas y elocuentes, así como el desarrollo de las técnicas microquirúrgicas, la introducción del microscopio, el uso de técnica de resección subpial/endopial y desarrollo y uso del disector ultrasónico (CUSA). Se debe considerar en esta lista la localización de lesiones mediante cirugía estéreo táctica y neuronavegación, también la introducción de sondas térmicas y láser intralesional para producir ablaciones y desaferentar zonas epieleptogénicas (ZE) focales o profundas4.




La cirugía de epilepsia ahora ha de ser considerada como una estrategia multidisciplinaria, interdisciplinaria e imprescindible en un programa integral de epilepsia. Se ha comprobado que el éxito de los programas quirúrgicos tiene sus fundamentos en una adecuada selección de candidatos y resección quirúrgica, tratando siempre de distinguir las zonas lesional, irritativa y sintomatogénica, apoyados en evidencias contundentes morfofuncionales de la ZE y la zona de inicio ictal, esto es, eliminar la ZE, pero también interrumpir las vías de propagación de la actividad anormal y por último, en casos especiales aumentar el umbral de las crisis (mediante lesiones, modulación y estimulación eléctrica de blancos seleccionados de estructuras amplificadoras secundarias de la actividad epiléptica)4.

Hoy de 70 a 80% de las cirugías de epilepsia en el mundo corresponden a cirugía del lóbulo temporal, es el tipo de epilepsia refractaria más frecuente, se sabe que en pocos pacientes se logra el control de las crisis después de la falla de dos ensayos clínico-terapéuticos adecuados, que los nuevos FAE no han cumplido con la promesa de controlar este tipo de crisis y que existe una serie de factores que inducen fármacorresistencia.

La cirugía ofrece mejores resultados posoperatorios en el control de crisis necesario en epilepsia del lóbulo temporal (ELT) y 80% de los candidatos no requieren estudios invasivos4; es la cirugía la que ofrece los mejores resultados, incluso mejores que los de la hemisferectomía; en cambio, las resecciones extra temporales, que representan entre el 15 y 20% de los procedimientos en población adulta mientras que en la población pediátrica representa el primer lugar y ofrece mayor complejidad

por la delimitación de la ZE (zonas más difusas y profundas); las vías de propagación son rápidas y vastas y en muchos casos es necesaria la preservación de áreas funcionales también llamadas elocuentes, lo cual per se limita las resecciones para evitar morbilidad quirúrgica, requiriendo la identificación y el mapeo de estas áreas4. Es necesario determinar la lesión epilética y la zona epilétogénica (ZE), por ello cabe precisar que la ZE se define como la región de la corteza cerebral que es responsable de la generación de las crisis o bien es el área mínima del cerebro que se requiere resecar para controlar las crisis. El concepto original de la ZE es la idea de un conjunto de regiones inter-relacionadas del cerebro involucradas en la organización primaria de la descarga ictal5.

“Las características eléctricas, las modificaciones del flujo sanguíneo y el metabolismo de esta zona entre los periodos interictal, posictal e ictal, sirven como elementos de orientación topográfica para delimitarla, de esta información depende la resección cortical“. El flujo sanguíneo cerebral disminuye en el periodo interictal, en el área donde se encuentra la zona epiléptica. Pero esta zona de hipoperfusión por lo general se extiende a una parte del encéfalo más grande que la que corresponde al sitio de origen de las descargas eléctricas. En el periodo ictal existe un aumento considerable del gasto sanguíneo y la zona de hiperflujo se superpone con la zona que da origen a la descarga eléctrica”4.

En este sentido, las crisis parciales/crisis focales, tienen con frecuencia una causa orgánica específica como displasias corticales, los tumores de lento crecimiento y bajo grado de malignidad como gangliogliomas, hamartomas, oligodendrogliomas y tumores




desembrioblásticos. Estas lesiones pueden ser intrínsecamente epileptógenas, pero la descarga eléctrica puede provenir de la corteza cerebral aledaña a la lesión misma. Por ejemplo, los cavernomas supratentoriales causan epilepsia hasta en un 58% de los casos por lo general las crisis tienden a la refractariedad por lo que se realiza lesionectomía seguida por coticectomía, evaluada y guiada por electrocorticografía intraoperatorio, lo mismo suele suceder en displasias corticales, en los casos de patología dual o doble lesión, con frecuencia la coexistencia de esclerosis mesial temporal (EMT) y una lesión estructural ipsilateral de localización extrahipocampal, el sitio quirúrgico dependerá de la resección de ambas lesiones4.La prevalencia de epilepsia activa se ha estimado entre 5 y 10/1000 personas, siendo relevante en países en vías de desarrollo. Según la OMS (2017)1, las personas con epilepsia responden al tratamiento en aproximadamente un 70% de los casos; sin embargo; 1 de cada 4 pacientes desarrollarán epilepsia de difícil control, en promedio el 60% de estas personas con epilepsia sufren de epilepsia focal/parcial y casi el 15% de estos sujetos cursarán EDC4.Para considerar una epilepsia como refractaria es necesario: 1.Asegurarse de que las crisis persistentes son sin duda manifestaciones de epilepsia.2.El diagnóstico sindromático debe estar bien definido y la epilepsia correctamente clasificada.

3.Es necesario cerciorarse de que los tratamientos que han fracasado se llevaron de manera adecuada.Es evidente que muchos pacientes se beneficiarían de una referencia temprana de evaluación prequirúrgica; los casos específicos incluyen la Epilepsia del Lóbulo temporal (ELT) con esclerosis hipocampal, la epilepsia atribuida a causas estructurales, el síndrome de Rasmussena, los pacientes con crisis gelásticas secundarias a hamartomas hipotalámico, los síndromes de Otaharab, de Westc, de Dravetd y de Lennox-Gastaute y algunas epilepsias reflejas, en vista del daño neurológico secundario al pobre control de las crisis, los efectos secundarios de la medicación, los problemas psicosociales y la comorbilidad multifactorial asociada que definitivamente deterioran la calidad de vida.Algunos factores clínicos que sugieren que una epilepsia tenderá a ser refractaria son: la presencia de etiología sintomática/estructural o criptogénica, falla del segundo FAE (de primera línea), crisis tónicas, crisis parciales, crisis focales, crisis frecuentes antes del inicio del tratamiento, edad temprana de inicio e historia del estatus epiléptico. Una vez referidos los candidatos a cirugía de epilepsia se deberá proceder a su evaluación prequirúrgica, la cual se lleva a cabo en etapas concurrentes y congruentes. La justificación de cada uno de los estudios tiene valor independiente en la localización de la ZE.

a. El síndrome de Rasmussen, es proceso autoinmune de un hemisferio cerebral en el cual hay inflamación y deterioro del mismo, la inflamación podría ser tratada pero el daño es irreversible. Está asociado con crisis unilaterales intratables que progresa en un hemisferio con disfunción intelectual (Jonhs Hopkins Center for Pediatric Rasmussen Syndrome, 2017). b.También conocido como encefalopatía epiléptica infatil temprana o encefalopatía epiléptica progresiva, es caracterizado por espasmos tónicos y crisis parciales, es un desorden neurológico progresivo que involucra crisis intratables y retardo mental severo (Epilepsy Foundation, 2017).c.El síndrome de West (SW), es una encefalopatía epiléptica pediátrica dependiente de la edad caracterizada por la tríada clásica de: espasmos infantiles o epilepticos, un patrón característico en el EEG denominado hipsarritmico y retraso mental o detención en el desarrollo psicomotor ligado probablemente a factores del desarrollo neurológico aunque uno de estos elementos puede estar ausente (Sanz-Arrazola y Andia-Berazain, 2014). d.También conocido como Epilepsia Mioclónica Severa de la Infancia (SMEI), fue descrito en 1978 por la psiquiatra y epileptóloga Charlotte Dravet. Desde 1989 la Liga Internacional contra la Epilepsia (ILAE) lo incluye dentro del apartado de ‘Epilepsias y síndromes indeterminados respecto a la localización con crisis generalizadas y focales’. El Síndrome de Dravet es una enfermedad de origen genético y se encuadra dentro de la familia patológica de las canalopatías. (Dravet Foundation, 2017). e.El síndrome de Lennox-Gastaut (LGS) es un tipo de epilepsia con múltiples tipos de convulsiones, particularmente tonic (endurecimiento) y atónicos (gota) convulsiones. El desarrollo intelectual suele estar, pero no siempre, deteriorado. El EEG muestra un patrón clásico de desaceleración de fondo y explosiones de onda pico a frecuencias menores de 2,5 por segundo. La causa del trastorno es desconocida en 1 de cada 4 niños (Epilepsy Foundation, 2017).




Respecto a la historia clínica, la evaluación inicia con un censo detallado y la revisión de la misma con especial énfasis en los factores de pronósticos asociados relevantes que incluyen el inicio y la evolución del padecimiento, la semiología de las crisis a lo largo de la enfermedad (en particular los últimos 12 meses),la frecuencia, intensidad y duración de la crisis, aura y los factores asociados desencadenantes (estrés emocional, privación de sueño, menstruación, etc.), los medicamentos, dosis, combinaciones y sus efectos secundarios, la afección de la memoria y el lenguaje, deterioro cognitivo y comorbilidad psiquiátrica. Estudios previos y registros de EEG permiten encontrar zonas de actividad o descargas epilépticas en los primeros estudios con valor focalizante y lateralizante.Otro aspecto a considerar es la evaluación neuropsicológica, la cual tiene como objeto determinar alteraciones en las funciones cognitivas, incluyendo lenguaje, inteligencia, memoria verbal y visuespacial y las funciones concretas de áreas cerebrales relevantes en el caso específico. Con frecuencia existe una correlación entre las áreas de disfunción cognitiva y la ZE.Asi mismo, la evaluación clínica y electroencefalográfica de las crisis permite emitir una hipótesis acerca de la localización de la ZE, incluso puede ser suficiente en algunos casos para determinarla de manera segura. Todos los pacientes deben ser hospitalizados para un monitoreo prolongado con video (EEG), que permite una correlación clínica electrográfica ictal; por lo común deben retirarse los FAE en forma cuidadosa y paulatina antes de la hospitalización, dependiendo de la frecuencia de las crisis4.Especial énfasis tiene la prueba del amital (inyección de amital sódico intrarterial, prueba de Wada) para lateralización del lenguaje y la memoria es de suma importancia para evaluar las estructuras temporales mesiales de uno y

otro hemisferio por separado y determinar la dominancia hemisférica; ésta es indicada en pacientes zurdos o ambidiestros cuando los estudios previos han apuntado hacia una lesión hemisférica izquierda o hemiparesia derecha congénita o ambas. Ahora la prueba ha sido sustituida por la IRMf con paradigma de lenguaje y memoria, es muy eficaz.La importancia de la neuroimagen es imprescindible, ya que desempeña un papel dual, por un lado, permite la identificación de anormalidades focales que ayudan en la localización de la ZE, y por otro la identificación de las relaciones anatómicas del blanco quirúrgico y la corteza funcionalmente elocuente.

1.Resonancia magnética. Entre las modalidades de imagenología anatómica, la IRM ha desplazado la TC debido a su gran resolución para determinar la anatomía cerebral normal y patológica. La IRM puede detectar anormalidades entre el 80 y 90% de las ELT y entre el 20 y 40% de las epilepsias extratemporales. La EMT es el hallazgo patológico más común en los adolescentes y adultos con crisis parciales complejas/ crisis discognitivas de difícil control. La sensibilidad de la IRM es mayor del 90%, la técnica de FLAIR es importante para lesiones ocupativas y secuencia SPGR en volumetría para una precisa identificación de la anatomía de las estructuras mesiales del lóbulo temporal.2.Resonancia magnética funcional. Se basa en la detección de gradientes de oxihemoglobina en diferentes partes del cerebro en el momento de ejecutar una tarea (paradigma) relacionada con alguna función particular. La técnica de BOLD se ha utilizado para determinar las áreas motoras somatotópicas (mano, dedos, cara, pierna y pie), del lenguaje y de la memoria sobre todo en preoperatorios, y se puede comparar con posoperatorios. En el momento actual continúa siendo la estimulación eléctrica




cortical (EEC) transoperatoria el estándar de oro para la determinación de la funcionalidad cerebral. La combinación de IRMf y tractografía ha permitido y simplificado los accesos quirúrgicos en casos de epilepsias sintomáticas, preservando las funciones.3.Resonancia magnética con espectroscopia. La RME analiza compuestos químicos; la técnica puede ser univoxel o multivoxel. Los metabolitos más estudiados en el cerebro para la evaluación de sujetos en epilepsia parcial/focal son el N-acetil aspartato (NAA), la colina, creatina, fosfocreatina y el lactato. La NAA se relaciona con densidad neuronal y axónica, es decir se encuentra en las neuronas, en tanto que la colina y creatina se encuentran con predominio en las células gliales; la colina parece correlacionarse con los cambios en los fosfolípidos de la membrana y una posible actividad proliferativa de las células gliales. El NAA en condiciones patológicas que cursan con pérdida neuronal y un incremento de colina y creatina en zonas de gliosis.4.Modalidades fisiológicas de imagenología. La PET y SPECT son estudios intericatles e ictales. Los estudios interictales con PET miden el metabolismo cerebral de la glucosa y con frecuencia muestran que la región hipometabólica es mucho mayor que la ZE. La SPECT ictal mide el flujo sanguíneo cerebral y muestra una área de hiperperfusión que puede también ser mayor que la ZE. Se ha considerado que estas modalidades fisiológicas representan un apoyo para determinar con precisión la ZE y proceder a la cirugía, en otros casos las zonas de inicio múltiple o independientes, por lo que los pacientes serán malos candidatos a cirugía resectiva y buenos candidatos a métodos paliativos o estimulación crónica intermitente del nervio vago. Hay discrepancias en otros

entre una lesión aparente y la ZE de máxima actividad ictal o bien se ha demostrado un área de inicio dentro de tejido elocuente, por lo que se deberá proceder a la evaluación invasiva con tiras o rejillas, o colocación de electrodos profundos con base a la ZE4.

La evaluación preoperatoria invasiva es una exploración consiste en un monitoreo de la actividad eléctrica por medio de electrodos implantados dentro del parénquima cerebral o sobre la corteza cerebral de manera unilateral o bilateral; en algunos casos se pueden colocar también de manera epidural. Es posible utilizar mallas, rejillas o tiras de distintas configuraciones, tamaños, y número de contactos por medio de una craneotomía. También se puede proceder a la colocación de electrodos profundos de contactos múltiples por estereotaxia o por técnicas robotizadas con abordaje ortogonal o no ortogonal mediante técnica de estere EEG, y en algunos casos particulares la utilización de técnicas mixtas si se prefiere4.

Indicaciones quirúrgicas

Lobectomía temporal y resecciones extratemporales La resección de la ZE está indicada en epilepsias parciales/ focales en las cuales hay una ZE única. La ZE debe estar localizada en una región cuya resección no tenga como consecuencia un déficit neurológico y neuropsicológico que genere incapacidad, el tratamiento quirúrgico de manera temprana, para evitar daños colaterales o deterioro a consecuencia de las crisis.Depende de la localización y la importancia de la resección en cada caso en función de datos topográficos preoperatorios, en todos estos procedimientos se realiza ECoG transoperatorio




para determinar las zonas de mayor actividad eléctrica anormal. “En 30% de estos procedimientos se realiza estimulación eléctrica cortical transoperatoria para determinar las áreas motora, sensitiva y del lenguaje o bien excluirlas. El lenguaje y la sensibilidad siempre se evalúan con el paciente despierto. La lobectomía temporal y sus variantes son los procedimientos más utilizados en la cirugía de epilepsia; esta técnica no sólo considera la resección de la neocorteza temporal, sino también la resección de las estructuras mesiales del lóbulo temporal, la amígdala, el hipocampo, la corteza entorrinal y el giro parahipocampal”4. Las técnicas subpial y endopial facilitan la resección y permiten una mejor desaferentación funcional y química, así como la preservación anatómica del tejido cerebral normal y la anatomía arteriovenosa, se reduce el grado de cicatrización glial, respetando los bancos piales y disminuye el riesgo de lesión de áreas elocuentes o esenciales. La mortalidad sin duda ha desaparecido y la morbilidad debe mantenerse por debajo de 5% hace 14 años se introdujo la técnica de abordaje basal con resección de la tercera circunvolución temporal (T3), giro fusiforme, parahipocampo, amigdala, e hipocampo. Las epilepsias temporales mesocorticales, el síndrome temporal plus y los síndromes bitemporales éstos involucran redes neuronales complejas y extensas en la génesis y la propagación de crisis y requieren otro tipo de resección, siendo insuficientes las resecciones selectivas de estructuras mesiales. En caso de epilepsia frontal se obtiene libertad de crisis sólo en 50% de los pacientes y mejor pronóstico en epilepsia sintomáticas. Otro resultado más alentador es en las epilepsias sintomáticas originadas en el área motora suplementaria, en las que el éxito en el control de las crisis en promedio de 75%, con una morbilidad que no es mayor de 5% y sin mortalidad asociada.

En los casos de cirugía de epilepsia de las regiones parietales y occipitales se obtiene control total de crisis entre 50 y 55% de pacientes4.

En los casos de lesionectomías, la lesión y la ZE deben estar muy bien identificada. “La ZE no puede ser extirpada, por tratarse de áreas funcionales en las que la exéresis de la corteza causaría un déficit complejo e inaceptable por el paciente”4. Una vez localizada la lesión a través de neuronavegación o aparato esterotáctico, después se realiza ECoG y estimulación eléctrica perilesional; en la mayor parte de los casos se realiza la lesionectomía completa seguida de corticectomía perilesional, es decir llevar a cabo la resección total de la lesión y control total de las crisis. La resección de cavernosas y tumores de crecimiento lento (gangliogliomas, hamartomas) permite controlar la epilepsia hasta en 80 % de los casos4.

La callosotomía por otro lado, es una cirugía paliativa en la que el criterio principal para su selección es el tipo de crisis. La expectativa de esta cirugía es evitar la propagación y sincronización bihemisférica de la actividad epiléptica. La callosotomía es idónea en las crisis tónicas o atónicas con caídas y menos específicamente en las crisis tónico-clónicas generalizadas que son la manifestación de varios síndromes epilépticos. En relación con la localización de la ZE, las epilepsias bifrontales son la mejor indicación. En las epilepsias generalizadas criptogénicas o sintomáticas/estructurales se han propuesto callosotomías en el síndrome de West, síndrome de Lennox-Gastaut, el síndrome perisilviano bilateral y en lesiones extensas del desarrollo cortical bilateral, preferentementedel tercio posterior, por lo regular se trata de epilepsias de naturaleza desconocida en las cuales coexisten




crisis generalizadas y CP/CF. Son crisis malignas, discapacitantes, intensas, prolongadas, por lo general asociadas con retraso intelectual es bueno asegurarse que el hemisferio dominante para el movimiento, es decir mano y lenguaje estén del mismo lado. La hemisferectomía y procedimientos similares están limitados a hemiplejias infantiles, con epilepsia de origen vascular o malformativo, como el Sx de Sturge-Weberf, las hemimegalencefalias y las alteraciones unilaterales y severas de la migración neuronal, en el Sx de Rasmussen, es necesario asegurarse de que las crisis se originan sólo en el hemisferio lesionado. La expectativa es la remoción o desconexión completa de la ZE con miras a supresión de la actividad epiléptica y control total de las crisis. El riesgo es que el paciente con frecuencia queda con un déficit funcional permanente debido a la resección o desfuncionazación hemisférica. La hemisferectomía total o anatómica de Dandy evolucionó a hemisferectomía funcinal de Rasmussen, luego a hemidecorticación de Hoffman y a hemisferotomía que cuenta con cuatro técnicas en la actualidad: Villemure, Schram y Schimizu.En la transección subpial múltiple las indicaciones difieren de la corticectomía, porque la ZE no es accesible a una resección quirúrgica por estar situada dentro de un área funcional.

Las indicaciones también son diferentes de las lesionectomías, porque generalmente no hay una lesión epileptogénica identificable; cada vez se utiliza con menor frecuencia por su poca efectividad.El control de las convusiones a través de la estimulación crónica intermitente del nervio vago se ha intentado utilizando estimulación eléctrica del sistema nervioso central y periférico con un sistema como lo es el estimulador del nervio vago (VNS)6. Se ha convertido en un procedimiento paliativo ampliamente aceptado y con frecuencia el más realizado en pacientes con EDC multifocal que no son candidatos a cirugía resectiva o procedimientos de desconexión, y en pacientes que no han tenido una respuesta significativa con procedimientos de cirugía de epilepsia o los rechazan por razones personales.

Los efectos secundarios reportados han sido múltiples; no obstante, lo más comúnes son: tos, ronquera y acortamiento de la respiración inducida durante la estimulación. Los resultados sobre la estimulación del nervio vago (SNV) plantean que existía una reducción mayor o igual al 50% de las crisis (respondedores) en 30% de los pacientes y que esta respuesta era más importante después de un año de estimulación4.

Conclusiones

Con un seguimiento a 5 años se documentó4, que el promedio de pacientes libres de crisis es del 66% en las resecciones temporales, 46% en resecciones occipitales y parietales y 27% en resecciones frontales, el grupo de callosotomía es de 35% y las transecciones subpiales es de 16%. El máximo beneficio obtenido con los FAE en los pacientes con

EDC es de un máximo de 12 semanas libres de crisis y esto contribuyó de manera importante a eliminar las dudas prevalentes respecto a la utilidad, el beneficio y el impacto de la cirugía. Sin duda, la única manera de disipar los conocimientos erróneos y la referencia quirúrgica reducida o tardía de los pacientes con EDC que aún prevalecen en la




comunidad de las neurociencias es a través de la elaboración y difusión de lineamientos y normatividad bien definidos tanto los programas educativos como para los protocolos de estudio y procedimientos preoperatorios, transoperatorios y posoperatorios.

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f “La angiomatosis encefalotrigeminal o enfermedad de Sturge-Weber-Dimitri (ESWD) es una neuroectodermosis epileptógena que asocia angiomas facial y leptomeníngeo homolaterales con angiomatosis bilateral de plexos coroideos” (Romero, González y otros, 2006: p.183).

Los diversos órganos reglamentarios de la cirugía de epilepsia están trabajando no sólo en la elaboración del control o supresión de las crisis, sino también de la mejoría en otros aspectos de la calidad de vida del paciente y de la consideración del costo-beneficio de esta opción terapéutica.




-Meenke HJ. Clinical neuropathology of the epilepsies in the 100 years of the ILAE (1909)-2009). Epilepsia 2009;50:8-16.-Romero, Carlos, González, Alejandro, Salvático, Rosana, Trejo, Mariano, Massaro, Mario, Meli, Francisco. Enfermedad de Sturge-Weber-Dimitri: del angioma leptomeníngeo a la hemiatrofia cerebral. Aporte diagnóstico de la RM cerebral con gadolinio en 7 casos. Revista Argentina de Radiología [en linea] 2006, 70 (Julio-Septiembre). Disponible: <http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=382538447004> ISSN 0048-7619 [fecha de consulta: 17 de julio de 2017].-Sanz-Arrazola, Heydi; Andia-Berazain, Cinthya. Síndrome de west: Etiología, fisiopatología, aspectos clínicos, diagnóstico, tratamiento y pronóstico. En Revista Médico-Científica "Luz y Vida", Enero-Diciembre 2014:30-35. -Spencer SS. The relative contributions of MRI, SPECT, and PET imaging in epilepsy. Epilepsia 1994;35:S72-S89.




Epilepsias refractarias: glicoproteína-P y su relación entre farmacorresistencia y epileptogénesis1Servicio de Neurologías, Hospital Nacional de Pediatrías “Dr. Juan P. Garrahan”. Biuenos Aires, Argentina.2Instituto de Investigaciones en Fisiopatología y Bioquímica Clínica (INFIBIOC), Facultad de Farmacia y Bioquímica; Universidad de Buenos Aires. Buenos Aires, Argentina.

*Correspondencia: Liliana Czornyj. Email: [email protected]

ResumenLa epilepsia es un trastorno neurológico que afecta entre el 1 y 2% de la población general, caracterizada por crisis convulsivas recurrentes y espontáneas, que surgen sin ser provocadas por ningún daño agudo sobre el sistema nervioso central (SNC). Cerca del 30% de los pacientes epilépticos no logran el control farmacológico de las crisis, y desarrollan una epilepsia refractaria (ER). Hay dos mecanismos principales que explican la farmacorresistencia en ER: uno relacionado a la desensibilización por modificaciones del “blanco terapéutico” por alteraciones fármacodinámicas. El otro, es debido a la sobreexpresión en particular en barrera hematoencefálica de los “transportadores de múltiples drogas”, que genera el fenómeno conocido como “fenotipo MDR” (“multidrug-resistant phenotype”). Estos transportadores, en especial la glicoproteína–P (P-gp), limitan el acceso de las drogas al SNC, y son inducibles por los fármacos, las crisis convulsivas repetidas sin control y por la hipoxia y/o la inflamación. Las convulsiones y las drogas pueden incrementar su expresión hepato-biliar, generando cambios fármacocinéticos con persistentes niveles subterapéuticos en plasma. Esto suele ser malinterpretado como incumplimiento terapéutico, o como errores técnicos del laboratorio. También están constitutivamente expresados en neuronas displásicas del foco epileptogénico en displasias corticales, esclerosis tuberosa, esclerosis mesial temporal y tumores cerebrales. Su actividad puede depolarizar las membranas y disminuir el umbral convulsivo, todo lo cual sugiere un papel facilitador de la eplileptogénesis. Si las crisis no se controlan, aumentará la expresión cerebral y neuronal de P-gp, e incrementa la farmacorresistencia y despolarización neuronal respectivamente, agravando la severidad y frecuencia del cuadro convulsivo, y desembocando en un status epiléptico fatal.

Palabras clave: epilepsia refractaria, glicoproteína-P, farmacorresistencia, epilepstogénesis.

Liliana Czornyj1, Alberto Lazarowski2*



Refracory epilepsy: P-glycoprotein and its relationship between drug resistance and epileptogenesis

Abstract

Epilepsy is a neurological disorder affecting 1-2% of general population, characterized by recurrent, spontaneous and uncontrolled seizures, which arise without being caused by any acute and severe damage to the CNS. About 30% of epileptic patients do not achieve pharmacological control of seizures, and develop refractory epilepsy (ER). There are two main mechanisms that explain pharmacoresistance in RE: one related to desensitization by modifications of the “Therapeutic Target” due to pharmacodynamic alterations. The other is due to the overexpression, particularly in blood-brain barrier, of the “multidrug-transporters”, which generates the clinical phenomenon known as “MDR phenotype” (“multidrug-resistant phenotype”). These transporters, particularly glycoprotein-P (P-gp), limit the access of drugs to the CNS, and are inducible by drugs, repeated seizures without control and by hypoxia and / or inflammation. Its increased hepato-biliary expression can be inducible by seizures and drugs, affecting its pharmacokinetics and generating persistent subtherapeutic levels. It is generally misinterpreted as therapeutic non-compliance, or as technical laboratory errors. They are also constitutively expressed in dysplastic neurons of the epileptogenic focus in cortical dysplasias, tuberous sclerosis, mesial temporal sclerosis and brain tumors. Their activity can depolarize the membranes and decrease the seizure threshold, all of which suggests a facilitating role for eplileptogenesis. If crises are not controlled, it will increase brain and neuronal expression of P-gp, increasing drug resistance and neuronal depolarization respectively, aggravating the severity and frequency of the convulsive condition, leading to fatal epileptic status.

keywords: refractory epilepsy, P-glycoprotein, pharmacoresistance, epileptogenesis.



Liliana Czornyj, et al.

Introducción

La epilepsia es un trastorno neurológico crónico que afecta entre el 1 y 2% población general, y se estima que alrededor del 30% de los pacientes afectados, no logran un adecuado control de la enfermedad con las drogas anticonvulsivantes (DAE)1, aún cuando las dosis administradas son las máximas toleradas. Es más, en estos casos, suele comprobarse que las posibilidades de lograr el control de las crisis con el agregado de una segunda o tercera droga resultan muy bajas2.

La correcta identificación del síndrome epiléptico, dependiente de su forma de presentación clínica, edad, y potenciales factores etiológicos, es la clave para la correcta selección del fármaco apropiado en cada caso, y aplicando las últimas las recomendaciones internacionales3.

Está claro que la elección incorrecta de las drogas anticonvulsivantes (DAC) puede ser la causa del fracaso del tratamiento. Sin embargo, si al aplicar la estrategia terapéutica más recomendada, ciertos pacientes aún permanecen no-respondedores, es posible que estemos frente a variantes epilépticas que necesiten nuevas DAC. Es más en estos casos, los nuevos diseños de DAC deberían estar dirigidos blancos terapéuticos que aun no fueron considerados como responsables de la despolarización y caída del umbral convulsivo4.

Por desgracia, aplicando este mecanismo de decisión terapéutica, y aun con al advenimiento de DAC de segunda y tercera generación cada vez más sofisticadas y costosas surgidas en los últimos años, el porcentaje de pacientes no respondedores se ha mantenido constante5.

¿Qué mecanismos explican la farmacorresistencia en epilepsia? En primer lugar debemos considerar que toda circunstancia que implique una limitación en el acceso de los fármacos al sistema nervioso central (SNC), o que modifique la estructura o exposición del blanco terapéutico para el cual fue diseñada una droga, será causa suficiente para generar el fenotipo farmacorresistente6.

Estos mecanismos farmacocinéticos y farmacodinámicos respectivamente, pueden alterarse en forma independiente, en forma consecutiva e incluso en forma simultánea, pero sin duda impactarán de forma directa en la pérdida de la eficacia en cualquier tratamiento farmacológico. En el caso de las epilepsias refractarias, nos queda un largo camino a recorrer, dado que como se sugirió en el párrafo introductorio, con certeza existan mecanismos epileptogénicos que aún no conoce, no tiene los fármacos diseñados contra dichos mecanismos y por ello se fracasa.

A su vez, todo tipo de noxas sufridas por el SNC, que incluyan daño en la BHE, angiogénesis, gliosis, hipoxia, inflamación, etc., pueden generar luego de un periodo de latencia, el proceso epileptogénico que desembocará en un cuadro convulsivo espontáneo, y muchas veces implicará de forma simultánea, las modificaciones responsables de la farmaciorresistencia7.

¿Qué mecanismos gobiernan la eficacia de las DACs en el SNC?Las DACs actuales son compuestos lipofílicos con alta capacidad de atravesar las membranas biológicas, entre ellas, la barrera hematoencefálica (BHE). Este hecho, permite deducir que el acceso de las DAC al SNC está directamente relacionado a sus niveles plasmáticos, y por lo tanto, a mayor




concentración de fármacos circulantes, mayor será la cantidad del compuesto que potencialmente puede acceder al SNC. Este concepto, claro está se vincula con la directa acción tóxica que los mismos pueden ejercer al incrementarse las dosis, en especial aquellos fármacos con una estrecha ventana terapéutica.

Una vez ingresados al cerebro, las DAC deberán alcanzar su “blanco” o “sitio de acción” con la concentración adecuada para lograr la máxima eficacia sobre las “neuronas epilépticas”, y mínimo efecto (toxicidad) sobre el resto las neuronas del SNC. Este paradigma de la farmacoterapia (compartido con otras entidades clínicas), se desploma a la hora de encarar el tratamiento en pacientes que repetidamente fallan en controlar sus crisis, a pesar del tratamiento con diversas combinaciones de DAC y desarrollan una epilepsia refractaria (ER) con “fenotipo MDR”.

La hipótesis del “target” alterado Una posible causa de la “desobediencia farmacológica” por parte de las neuronas epilépticas observada en los pacientes con ER, podría deberse a cambios producidos en la expresión o función de las moléculas “blanco o target” de los DACs, que son responsables del control de la frecuencia y amplitud de la apertura-cierre de los canales iónicos dependientes de voltaje y regulan el llamado umbral convulsivo dependiente del potencial de membrana. Si bien se han registrado distintos cambios en la expresión y/o función de los canales de Ca-dependientes de voltaje, o de los receptores gabaérgicos, como así también en la corriente de influjo de cationes (corriente IH) de las terminales dendríticas relacionadas a la acción de lamotrigina6, los datos más significativos han sido documentados en las alteraciones en el canal de Na+.

La mayoría de las DACs de primera línea, bloquean el influjo rápido de Na+ manteniendo el estado de hiperpolarización del potencial de membrana, impidiendo la apertura completa del canal de Na+ con la consiguiente reducción de la excitabilidad de la célula, y abortando así la descarga convulsiva. En un modelo experimental de epilepsia crónica se demostró la pérdida de expresión de las subunidades accesorias (β1 y β2) de dicho canal, hecho que fue confirmado en varios casos clínicos. También se pudieron identificar modificaciones en la estructura de la subunidad principal alfa del mismo canal, tanto en células granulares dentadas o neuronas piramidales del hipocampo. Sin embargo, esta “desensibilización” del canal de Na+ a la acción de los DACs, no sería aplicable a la pérdida de eficacia del ácido valproico y lamotrigina8.

Es más, en otro modelo experimental, no se observó alteraciones en la sensibilidad de dicho canal en ratas espontáneamente “no-respondedoras” al tratamiento con difenilhidantoína (DFH)9. Todos estos resultados relacionados a la “pérdida de sensibilidad”, no pueden explicar el total de casos de farmacorresistencia, en especial en aquellos pacientes que están recibiendo una combinación de fármacos dirigidos a diferentes sitios o blancos terapéuticos, con distintos modos de acción, y/o con estructura químicas diferentes.

La hipótesis de los “transportadores” El fenómeno de resistencia múltiple a fármacos (MDR), inicialmente descripto en cáncer, se debe a la presencia de un transportador de membrana responsable de expulsar diferentes fármacos antineoplásicas hacia fuera de las células malignas, y capaz de conferir niveles de quimiorresistencia 1000 veces superior al de células que no expresan dicho transportador10,11.




Curiosamente, un transportador puede expulsar en forma activa desde el interior de la célula los mismos compuestos que ingresan por difusión pasiva a la célula gracias a su liposolubilidad.

La P-gp producto del gen MDR-1/ABCB1, como otros transportadores de la misma superfamilia de transportadores-ABC (ATP-Binding-Cassette-Transporters), como el BCRP (Breast Cancer Resistant Protein) o MRPs (Mltidrug resistance-associated Proteins), no sólo se detectan en las células cancerosas farmacorresistentes12, sino que se expresan normalmente en diferentes órganos excretores jugando un papel detoxificador, y también en la cara luminar de las células endoteliales de la BHE, limitando el acceso de distintos fármacos al SNC13.

Si bien se ha detectado la presencia “normal” de P-gp en las membranas de los astrocitos, dicha expresión se limita a las extensiones astrogliales relacionadas a los vasos. Su ubicación “polarizada”, asegura un flujo unidireccional de los sustratos transportados, siempre hacia el exterior del SNC14,15.

Sin embargo, y a pesar de estas consideraciones, la expresión normal de P-gp, BCRP y MRPs en la BHE, no resulta un impedimento para el ingreso de los fármacos en casos de pacientes epilépticos “respondedores” al tratamiento con DACs. Por lo tanto, un incremento en la expresión y/o funcionalidad de la P-gp en la BHE, debería estar presente en casos de epilepsias refractarias a la administración simultánea de diferentes DACs16.

Estructura y mecanismos de acción de los transportadores-ABCLa glicproteína-P (P-gp), pertenece a la gran familia de transportadores caracterizados

por poseer dos dominios transmembrana, y dos dominios citosólicos, con alta afinidad de unión y capacidad de hidrólisis del ATP, conocidos como “ATP-binding-cassette”.

Ya se han reconocido 48 miembros de esta gran familia, 22 de los cuales se relacionan a distintas metabolopatías de acúmulo, causadas por sus deficiencias genéticamente determinadas, como en los casos de la enfermedad fibrooquística (gen CFTR), enfermedad de Stargard (gen ABCB4), enfermedad de Tangier (gen ABCA1), hiperbilirrubinemia de Dubin-Johnson (gen ABCC2), etcétera. Sin embargo, la sobrexpresión de algunos pocos de ellos como ABCB1 (MDR-1), ABCG2 (BCRP) o ABCCn (MRPn) antes mencionados, se relacionan con el fenotipo de resistencia a múltiples drogas o fenotipo MDR17.

Es interesante destacar que BCRP posee un solo dominio transmembrana y un único sitio de unión de ATP, y debe “dimerizarse” para cumplir su función de bombeo similar a los otros miembros de la superfamilia18 (figura 1).

Distintos agentes biológicos, hormonas, oncogenes, o factores de transcripción activados durante la apoptosis, estrés, inflamación, o la hipoxia, están involucrados en la inducción génica de la sobrexpresión de estos transportadores, en particular la P-gp en tejidos o células que ya los estaban expresando19-22, como principalmente en aquellos que previo al estrés o insulto, no expresaban de estos transportadores, como el caso de neuronas y cardiomiocitos23-26 sugiriendo que P-gp y otros transportadores relacionados al fenómenos MDR pueden jugar un papel en los procesos biológicos de supervivencia celular27-29 independiente del fenotipo refractario adquirido.




Figura 1. La expresión de la glicoprotein P-gp, disminuirá el acceso e incrementará la expulsión de DACs del SNC (1); Por incremento de su expresión en el tracto gastrointestinal, disminuirá la absorción e incrementará la excreción de las DACs (2), lo que puede en muchos casos, modificar los niveles plasmáticos de los fármacos (3). Estos tres mecanismos, en especial el 1 están directamente relacionados a la farmacorresistencia en epilepsias refractarias. La expresión de P-gp en neuronas, puede generar una despolarización de sus membrana, disminuyendo el umbral convulsivo con un potencial efecto epileptogénico (4). La falta de estrategias terapéuticas para este mecanismo, podría explicar el fracaso farmacológico actual en los pacientes con ER.




Los transportadores ABC en epilepsias refractariasLas primeras evidencias de una sobreexpresión en el cerebro de pacientes con ER de los transportadores ABC, sobre todo P-gp, fueron documentadas en casos adultos30-32 y en un caso pediátrico33,34, y confirmado luego por otros autores35,36. En estos y sucesivos estudios, la P-gp fue detectada no sólo en células endoteliales vasculares de la BHE, sino también en astrocitos y en especial neuronas31,37,38. Estos reportes no lograron determinar si dicha sobreexpresión era una característica constitutiva propia de cada uno de los síndromes de ER analizados, o bien era una expresión secundaria al estrés convulsivo persistente, o el resultado de una inducción relacionada al tratamiento farmacológico crónico, o la combinación de todas estas circunstancias. Sin embargo, en éstos y en nuevos datos clínicos y experimentales relacionados a la EP y la expresión de P-gp, sugieren que tanto la profundidad del fenotipo farmacorresistente como la severidad de cuadro convulsivo, correlacionaron con la alta expresión neuronal de la P-gp39-42.En este sentido, la presencia de células anormales en áreas epileptógenas del parénquima cerebral de distintos síndromes epilépticos refractarios, tales como, tumores disembrioplásicos, displasias corticales focales, esclerosis hipocamales o esclerosis tuberosas que son P-gp, MRP y/o BCRP positivas32,34,44, indica una expresión constitutiva de los transportadores en todos estos síndromes de ER. Este concepto se fundamenta también en el hecho que dichas células, son en la mayoría de los casos, consecuencia de anormalidades del desarrollo y constituyen células no completamente diferenciadas o maduras. Es por ello, que no sorprende que estos mismos transportadores se encuentren positivos dado que son normalmente expresados en etapas inmaduras de todos los tipos celulares conocidos45.

Pero por otra parte, la expresión simultánea de estos mismos transportadores tanto en las neuronas displásicas y/o células balonizadas, como en las células normales vecinas a las mismas presentes en el parénquima cerebral epileptógeno, apoya la idea de que ambos fenómenos (constitutivo e inductivo) pueden producir dicha sobreexpresión de estos transportadores como la de una proteína citoplasmática que secuestra drogas en su interior, y conocida como major vault protein (MVP)43. Estas mismas observaciones fueron luego confirmadas en nuevos casos de pacientes con ER46-51.

Persistentes niveles subterapéuticos en plasma de DACs en pacientes con epilepsias refractarias o de difícil controlUna de las condiciones clínicas que definen a un paciente con epilepsia refractaria, es el hecho que a pesar de recibir el fármaco más adecuado para su cuadro epiléptico a las dosis recomendadas, y documentados a niveles plasmáticos dentro del denominado “rango terapéutico” (RT), no logra el control de las crisis convulsivas.

Sin embargo, en algunos pacientes con ER que se encuentran con politerapia (más de dos DACs suminstradas a la par), suele ocurrir que al menos uno de esos fármacos, muestre en repetidos controles de laboratorio, un perfil de niveles plasmáticos francamente por debajo de su RT, o bien en el límite inferior del mismo, aún cuando está recibiendo dosis altas del fármaco. Este hecho ha sido poco estudiado, y por lo regular se atribuye a varias razones como la falta de cumplimiento de la terapéutica prescripta, mala calidad de los medicamentos, fallas técnicas en los procedimientos del laboratorio, o “interacciones entre fármacos” que se acepantan de forma experimental.




Ha quedado debidamente documentado que tan solo dos horas después de la administración intravenosa de una dosis de carga de DFH, son suficientes para alcanzar niveles terapéuticos en LCR52. Entonces, ¿qué explicación podemos dar cuando un paciente con ER que se encuentra internado, recibe una dosis de ataque con DFH como droga de primera línea es administrada por vía endovenosa, y a pesar de ello sigue con crisis, y para nuestro asombro, los resultados del monitoreo plasmático revelan niveles subterapéuticos o “normales bajos” del fármaco, no compatibles con la dosis administrada?. De ningún modo podemos asumir problemas de cumplimiento, ni de calidad de la droga, ni de interacción entre fármacos. Se observó en dos casos pediátricos de ER tratados quirúrgicamente, que este fenómeno se asoció a la alta expresión de P-gp cerebral encontrada en las piezas quirúrgicas estudiadas34,39, sugiriendo que el nivel plasmático subterapéutico de las DACs, puede ser un biomarcador subrogante de alta expresión cerebral de P-gp, y que un mecanismo simultáneo “sistémico” de sobreexpresión del transportador, puede influir en la farmacocinética y biodisponibilidad de los fármacos, como luego fuera explicado en estudios de polimorfismos genéticos del gen MDR-153.La abundante expresión de P-gp, BCRP y MRPs, en intestino y otros órganos excretores además de la BHE, sugiere una fuerte relación entre la “hiperexpresión-hiperactividad” de estos transportadores con una cosecuente baja biodisponibilidad de los fármacos.El compuesto 99mTc-hexakis-methoxyisobutylisonitrile (99mTc-MIBI), es un radiotrazador no metabolizable, utilizado para estudios de perfusión cardíaca54. Dado que también es sustrato de la P-gp resulta útil para pruebas de farmacorresistencia en oncología55.

Sobre esta base, hemos podido demostrar mediante una prueba centellográfica funcional, que la cinética de excreción hepato-biliar del 99mTc-MIBI, se encontró de manera importante acelerada en 8 pacientes con ER debidas a esclerosis mesial temporal, comparado con controles normales y con pacientes epilépticos respondedores. De esos 8 casos, 5 fueron tratados de forma quirúrgica de su ER, y se detectó una alta expresión cerebral de P-gp en BHE, astrositos y neuronas del área cerebral epileptógena56. Estos datos sugieren que los diferentes mecanismos inductores de la expresión de P-gp cerebral secundarios a convulsiones recurrentes, serían lo bastante intensos, como para también inducir su sobreexpresión en tejidos periféricos, en este caso hepático. Así, la cinética acelerada del 99mTc-MIBI tendría una explicación molecular plausible, pero además, dicha cinética acelerada, explicaría como en esas condiciones, se incrementa la capacidad del sistema de excreción para eliminar compuestos por vía hepato-biliar, y así, dar sustento a los hallazgos de los casos mencionados con persistentes niveles subterapéuticos56. En este sentido, en una reciente y muy completa revisión sobre el problema de la farmacorresistencia en epilepsia, Tang, et al. recopilan diferentes reportes que han documentado niveles subterapeúticos de distintas DACs, incluyendo algunas de segunda o tercera generación, en pacientes con epilepsias refractarias o de difícil control, y asumen la existencia de un nuevo escenario que genera farmacorresistencia y al que denominan “hipótesis farmacicinética”57.DACs y bloqueantes de los canales de calcio en ER. Dado que la actividad de los transportadores ABC, y particular la P-gp, es dependiente de Ca2+, el uso adyuvante de bloqueantes de los




canales de Ca2+, podría inhibir la actividad de estos transportadores, y ofrecer una alternativa terapéutica en casos de ER. En el reporte pionero en 1995 de Tishler,et al30, se pudo demostrar que el uso de verapamil, un reconocido bloqueante cálcico inhibidor de la P-gp, permitió la retención intracelular de difenilhidantoína (DFH) en células P-gp positivas en cultivo. Dicha retención mostró alcanzar concentraciones similares a las detectadas en las células controles P-gp negativas no expuestas al verapamil.La administración de nimodipina a 2 mg/kg junto a los DACs en varios casos pediátricos de ER, mostró que los persistentes niveles subterapéuticos de los DACs detectados en sus controles en el programa de cirugía de la epilepsia, lograban a una paulatina recuperación de los niveles plasmáticos de los DACs en cuestión, con una concomitante mejoría en la respuesta clínica, que no eliminó por completo las crisis, pero fue suficiente mejoría que evitó el tratamiento quirúrgico58. Es más, en dos de los casos adultos de ER estudiados con 99mTc-MIBI antes mencionados y que tampoco realizaron cirugía de la epilepsia, la cinética de excreción hepatobiliar del radionucleído, se enlenteció significativamente, y luego de 2 meses de tratamiento con nimodipina y sin modificar el esquema terapéutico con los DACs. Estos dos pacientes, mostraron a su vez, una reducción del 50% en la frecuencia de crisis convulsivas59. Ianetti,et al60, reportaron un caso de status epiléptico refractario al tratamiento agresivo con DACs, que recuperó el control de las crisis y la conciencia, luego del agregado de verapamil al esquema terapéutico. Varios estudios han sugerido despúes el uso de diferentes bloqueantes de los canales de calcio, para restar potencialidad al efecto farmacorresistente producido por la P-gp61-64.En nuestra experiencia, en el seguimiento de más de 3000 pacientes pediátricos con

epilepsias de difícil control bajo tratamiento con politerapia, tanto en los controles ambulatorios como en situaciones de internación prolongada, los niveles plasmáticos de DFH resultaron subterapéuticos en alrededor del 70% de los casos, en tanto, fenobarbital, carbamazepina y ácido valproico, dichos porcentajes se redujeron entre el 30 y 40%. Es más, un importante número de casos mostró persistentes niveles subterapéuticos en al menos una de las medicaciones mencionadas durante largos periodos de internación (datos no publicados).

P-gp en modelos experimentales de epilepsias refractariasDiferentes modelos de epilepsias y status epilépticos refractarios, han confirmado la sobreexpresión de la P-gp cerebral en dichos modelos65-67. Pero quizá la información más relevante de los estudios experimentales, es que los mismos demostraron que la expresión cerebral de P-gp, puede ser inducida por el propio estrés convulsivo68-70. Este fenómeno inductivo, pudo ser evidente al documentarlo también en un paciente con ER focal que desarrolló un cuadro de status epiléptico fatal71. Es importante recalcar que dicha inducción no se limita a la BHE, sino que poco a poco recluta células del parénquima cerebral como astrositos y neuronas, y a mayor cantidad de crisis sin “protección” con DACs, mayor será la cantidad de células cerebrales que expresan P-gp. Este hecho, se correlacionó con una paulatina pérdida del efecto protector de la DFH y una significativa alteración de la cinética hipocampal de la droga42,72,73. Estos experimentos mostraron que el uso de inhibidores de la actividad de la P-gp junto a DACs, revierte la refractariedad, recompone la cinética hipocampal tanto de la DFH, como del fenobarbiatl74, y evita el desarrollo del status




seguido de muerte secundario a la inducción crónica de crisis. Estos experimentos aseguran que la farmacorresistencia en epilepsia puede ser un proceso adquirido e inducible incluso por las propias crisis convulsivas, dado que las mismas son suficiente estímulo para generar la sobreexpresión de la P-gp. En este sentido, un excelente trabajo experimental mostró que el ácido glutámico activó vía de señalización de COX2, generando la sobreexpresión de P-gp en los vasos de la BHE,aún a dosis subconvulsivantes, y que dicha inducción pudo ser inhibida con un antinflamatorio no esteroideo como celecoxib75. Todo lo mencionado confirma una clara observación clínica la cual indica que el desarrollo del fenotipo refractario en epilepsia, puede estar directamente relacionado a la frecuencia, número y severidad de las crisis sufridas antes de iniciar un tratamiento farmacológico capaz de controlar las crisis2.

P-gp y la pérdida del umbral convulsivo: farmacorresistencia o epileptogenicidad? Por último, debemos señalar que las causas que provocan la sobreexpresión de P-gp cerebral son muy variadas. De hecho, la inflamación, hipoxia, tumores, infecciones y el trauma son situaciones que pueden inducir su expresión. Es visible que después de todas estas situaciones clínicas, se ha verificado el desarrollo de crisis convulsivas e incluso de epilepsias secundarias a dichos cuadros. Es por ello que no nos sorprende pensar que en todas estas circunstancias la sobreexpresión de P-pg pueda condicionar la llegada y la eficacia de las DACs en el SNC, favoreciendo el fenotipo refractario. Es más, en muchos casos de estos tipos de epilepsias se han verificado el desarrollo de la farmacorresistencia. Nos cabe preguntar si a partir de los experimentos y todos los factores inductores de

P-gp mencionados, cuál sería el mecanismo que a partir de dicha noxa inductora, y luego de un periodo de latencia se desencadene el desarrollo de una epilepsia que llamativamente muchas veces resulta también ser farmacorresistente.Vale la pena reflexionar sobre un aspecto de este transportador poco investigado desde el punto de vista clínico. Se ha documentado en cultivos celulares, que la expresión de P-gp reduce el “coeficiente de partición” (liposolubilidad) en la bicapa lipídica de las membranas de los fármacos. Este hecho provoca una caída en la constante de afinidad o de unión de los fármacos por su “blanco terapéutico”, y obliga a incrementar de forma considerable las dosis, a fin de aumentar las concentraciones finales del fármaco en la zona de contacto con su target para lograr el mismo efecto. Este particular comportamiento se debe a que la presencia activa de la P-gp provoca una fuerte caída en el potencial de membrana desde sus valores normales (Δψ0= –60 mV), hasta valores de predepolarización (Δψ0=–10/–20)76,77. Sin duda que la expresión activa de P-gp y la mencionada pérdida de afinidad de los fármacos por sus target a nivel de membrana, sería un mecanismo “indirecto e inespécifico” adhisional de refractariedad que podría afectar a cualquier fármaco. Sin embargo, y más allá de entorpecer o impedir la eficacia terapéutica de los DACs, tiene a su vez un valor agregado insoslayable en el caso de la epilepsia. Este fenómeno “despolarizante” de la P-gp, de por sí implicaría una profunda alteración de las propiedades “eléctricas” en células que previamente no la expresan. Por ello creemos que su presencia, tendría un efecto directo deletéreo de la “función normal” en células electro-especializadas que con frecuencia son P-gp negativas, como los cardiomiocitos25,26 y las neuronas24,78 provocando alteraciones en su comportamiento o funciones.




De esta forma, la expresión neuronal de P-gp, al generar una predepolarización de sus membranas, podría tener un fuerte impacto en la caída del umbral convulsivo, y convertirse en un factor de riesgo de nuevas crisis, jugando un papel directo no sólo en la farmacorresistencia, sino también en la epileptogénesis.El exacto mecanismo por el cual se produciría esta despolarización no está aún del todo dilucidado. No obstante; hay evidencia que demuestran que los transportadores ABC, tienen actividades denominadas “flipasa y flopasa”, que significan translocar lípidos externa de la membrana hacia la cara interna de la membrana y viceversa respectivamente. La P-gp tiene alto poder “flopasa” en especial con la fosfatifilserina (FS) que cuenta con carga negativa79. Esta propiedad, permitiría la acumulación de cargas netas negativas en el exterior de la membrana plasmática, proporcionales a la cantidad de FS expuestas en el exterior de la membrana celular.

Este concepto nos muestra que todas las DACs hasta ahora diseñadas contra los canales iónicos, nunca revertirían este nuevo mecanismo despolarizante, lo que explicaría en parte el continuo y constante fracaso terapéutico en más del 30% de las epilepsias.

La externalización es a su vez, una señal de activación del sistema inmune, en particular los macrófagos, como una señal proapoptótica conocida como “find me and eat me” 80, y que podría dar lugar al proceso de gliosis reactiva, observado en muchas de las lesiones epileptogénicas. De comprobar que este mecanismo se produce en las neuronas despolarizadas presentes en el foco “epileptogénico farmacorresistente”, su repolarización sería sumamente lenta, comparado con la típica respuesta de los canales iónicos, y no podría lograrse con las DACs actuales, pero sí se revertiría con la administración de eritropoyetina como recien fue propuesto81.

Conclusiones

Los transportadores ABC, tales como P-gp, MRPs y BCRP, y adicionalmente la proteína citosólica MVP, están relacionadas a la resistencia a múltiple fármacos en epilepsias refractarias, conocido como “fenotipo MDR”. Estas proteínas son inducibles por diferentes mecanismos incluyendo las propias crisis convulsivas, pueden modificar la biodisponibilidad y acceso de los DACs al SNC, como así también su farmacocinética sistémica, generando en algunas circunstancias

persistencia de niveles subperapéuticos de al menos una de las drogas administradas durante la politerapia. Dada la capacidad de inducir la despolarización de las membranas plasmáticas, su presencia en neuronas podría jugar un rol directo en la epileptogénesis. En base a todos estos antecedentes, se ha propuesto que la acción farmacológica sobre la expresión y/o función de la P-gp sería una nueva alternativa terapéutica en epilepsias refractarias82.




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Hallazgos neuropatológicos de pacientes pediátricos sometidos a cirugía de epilepsia en un hospital de referencia nacionalReyes–Cuayahuitl A1,5, Haro A1, Rayo-Mares D1,5, Diego Pérez J2,5, Ramírez-Reyes G2,5, Fraire-Martínez M3,5, Sosa-Maldonado J5, Feria-Romero I4,5, Muñoz-Montufar JP1, Arenas-Aguayo L1, Grijalva I4,5, Orozco- Suárez S.4,5*1Departamento de Neurología, Hospital de Pediatría Hospital de Especialidades, CMN Siglo XXI,IMSS.2Departamento de Neurocirugía Hospital de Pediatría, Centro Médico Nacional Siglo XXI, IMSS.3Departamento de Neurofisiología, Hospital de Pediatría, Departamento de Neurofisiología, Hospital de Pediatría, Centro Médico Nacional Siglo XXI, IMSS.4Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Neurológicas, Hospital de Especialidades, CMN Siglo XXI, IMSS.5Grupo Multidisciplinario Para el Estudio de la Epilepsia Farmacorresistente del IMSS.*Correspondencia: Dr. Sandra Orozco Suárez, Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Neurológicas, Hospital de Especialidades. CMN S XXI, IMSS. Cuauhtémoc 330, Col. Doctores,Ciudad de México. Email: [email protected]

Resumen

Con 65 millones de personas afectadas en todo el mundo (2 millones en México), la epilepsia es la enfermedad neurológica crónica más común y aunque puede ser tratada con éxito en la mayoría de los casos, no todos los pacientes responden a los tratamientos, con evidencia creciente de que la cirugía y otros tratamientos pueden ser beneficiosa. En México existen pocos centros especializados de cirugía de epilepsia pediátrica, que cuente con áreas especializadas unidas en mejorar el control de las crisis. Los biomarcadores citológicos han permitido identificar las alteraciones celulares asociadas a la farmacorresistencia y clasificar los tipos de epilepsia. El objetivo del presente trabajo fue escribir los hallazgos histopatológicos en pacientes pediátricos sometidos a cirugía de epilepsia en un hospital de referencia nacional. Material y métodos: se realizó un estudio transversal, descriptivo y observacional, se revisaron los parámetros clínicos vertidos en los expedientes y se hicieron estudios neurocitológicos con biomarcadores neurales en las muestras de pacientes pediátricos que fueron sometidos a cirugía de epilepsia del 2005 – 2016 en un hospital de referencia nacional.


• 72 • Epilepsia • Vol. 22 • Suplemento especial archivosdeneurociencias.com

Palabras clave: cirugía de epilepsia, pediatría, neurocitología, biomarcadores

Resultados y conclusiones: durante el periodo establecido se sometieron al Comité de Cirugía de epilepsia 73 pacientes, de los cuales, únicamente a 61 de los pacientes se realizó toma de biopsia, el resto de los pacientes fueron candidatos a otros tipos de intervención. De las 61 biopsias, únicamente 53 tuvieron la calidad para ser evaluada. Para realizar el diagnósticos se unificaron en 9 para facilitar su revisión, la más frecuente fue la encefalitis de Rasmussen (n = 13, 25%), seguida de hemimegaencefalia (n = 7, 13.5%), el subgrupo con epilepsia de difícil control (n = 6, 11.5%), el tumor disembrioplástico (n = 6, 11.5%), y la displasia cortical (n = 5, 9.6%). El análisis de los resultados de los biomarcadores citológicos permitió identificar de manera sistemática las lesiones asociadas a la epilepsia refractaria y evaluar la eficacia de la cirugía de epilepsia en pediatría.

Finds neuropathological of pediatric patients undergoing surgery for epilepsy in a national referral hospital

Abstract

With 65 million people affected worldwide (2 million in Mexico), epilepsy is the most common chronic neurological disease and although it can be treated successfully in most cases, not all patients respond to treatments, with growing evidence that surgery and other treatments (eg, neurostimulation and cetogenic diet) may be beneficial. In Mexico, there are few specialized centers for pediatric epilepsy surgery, with professionals specialized in epilepsy, united in improving the seizures. Cytological biomarkers have allowed the identification of cellular alterations associated with drug resistance and allowed to classify the types of epilepsy. The aim of the present study was to describe the histopathological findings in pediatric patients undergoing epilepsy surgery in a national reference hospital.Methods: A cross - sectional, descriptive and observational study was carried out. The clinical parameters recorded in the files were reviewed and neurocytological studies were carried out with neural biomarkers in the samples of pediatric patients who underwent epilepsy surgery from 2005 to 2016 in a national referral hospital.Results and conclusions: during the established period, 73 patients were submitted to the Epilepsy Surgery Committee, of which, only 61 of the patients underwent biopsy, the rest of the patients were candidates for other types of intervention. Of the 61 biopsies, only 53 had the quality to be evaluated. To perform the diagnoses were unified in 9 to facilitate their review, Rasmussen encephalitis (n = 13, 25%) was the most frequent, followed by hemimegaencephaly (n = 7, 13.5%),


Arch Neurocien (Mex) INNN - 2017Hallazgos neuropatológicos de pacientes pediátricos sometidos a cirugía de epilepsia en un hospital de referencia nacional

Keywords: epilepsy surgery, pediatrics, neurocytology, biomarkers

Introducción

the subgroup with difficult to control epilepsy (n = 6, 11.5%), The disembrioplastic tumor (n = 6, 11.5%), and cortical dysplasia (n = 5, 9.6%).The analysis results allowed to identify lesions associated with refractory epilepsy and allowed to evaluate the efficacy of epilepsy surgery in pediatrics patients.

El manejo quirúrgico de la epilepsia es una opción importante para los niños con crisis epilépticas resistentes al tratamiento. Aunque la cirugía ha sido en ocasiones pospuesta hasta la adolescencia o edad adulta los avances recientes han permitido una clasificación temprana de las crisis y la selección del caso quirúrgico, los centros especializados en cirugía de epilepsia han demostrado un amplio espectro de lesiones estructurales focalizadas en pacientes con epilepsias farmacorresistentes1, del mismo modo los datos de los bancos de muestras revelan un promedio en adultos de 15.8 años con epilepsia antes de la cirugía, esto es importante reconocer, considerando los efectos adversos de los tratamientos crónicos con fármacos antiepilépticos2, el impacto de las crisis y la enfermedad lleva a daños cognitivos3, así como la observación de que la cirugía temprana es predictiva para el control exitoso de las crisis a largo plazo. Para mejorar las opciones terapéuticas y los resultados en estas epilepsias focales difíciles de tratar, el conocimiento de las etiologías subyacentes y su detección por biomarcadores morfofuncionales específicos de la epilepsia puede ayudar a aclarar el riesgo y el beneficio de la cirugía temprana en un futuro próximo4.

La cirugía de epilepsia se ha establecido como una estrategia de tratamiento confiable cuando el tratamiento ha fallado y son considerados farmacorresistentes5. El concepto de epilepsia fármaco-resistente propuesto por el Comité de la Liga Internacional Contra la Epilepsia (ILAE), se refiere a la falla de ensayos adecuados de dos programas tolerados y apropiadamente elegidos usando (FAEs) ya sea en monoterapia o politerapia, para lograr el control de las crisis epilépticas6.Las displasias corticales focales (DCF) son la primera etiología de cirugía de epilepsia pediátrica. La evaluación prequirúrgica en DCF a menudo es compleja, ya que son lesiones que pueden ser altamente epileptógenas y, a la vez, conservar función neurológica, y no visualizarse en la resonancia magnética.El éxito de la cirugía depende, en gran medida, de la adecuada identificación de la lesión y de la posibilidad de realizar una resección completa del tejido displásico7. Para mejorar las opciones terapéuticas y los resultados en estas epilepsias focales difíciles de tratar, el conocimiento de las etiologías subyacentes y su detección por biomarcadores morfofuncionales específicos de la epilepsia puede ayudar a aclarar el riesgo y el beneficio de la cirugía temprana en un futuro próximo1.



Reyes Cuayahuitl A, et al.

El objetivo del presente trabajo fue realizar un análisis retrospectivo de las variables clínicas, quirúrgicas y citológicas de los casos que se tienen del Programa de Cirugía de Epilepsia para identificar los tipos de epilepsia más frecuentes en pediatría, las alteraciones celulares que permite hacer una clasificación adecuada de los tipos de epilepsia y mostrar la experiencia del grupo con la finalidad de ayudar a la toma de decisiones de los médicos tratantes en este tipo de procedimientos.Material y métodos

Se realizó un estudio transversal, descriptivo y observacional, los pacientes con cuadro clínico de epilepsia refractaria del Hospital de Pediatría CMNSXXI fueron estudiados como protocolo de epilepsia farmacorresistente, incluyendo antecedentes clínicos, punción lumbar para obtener líquido cefalorraquídeo (LCR), imágenes (TC, SPECT, MRI, electroencefalograma (videoEEG) y estudios neuropsicológicos. Cada caso fue presentado para discusión y decisión de tratamiento quirúrgico al “Grupo Multidisciplinario para el estudio y tratamiento de la epilepsia farmacorresistente del Instituto Mexicano del Seguro Social”, como parte de este protocolo el LCR fue sometido a prueba de infección viral, concentración de proteína, número de células en un laboratorio clínico, mediante este trabajo se realizó además citometría de flujo y Western blot para mostrar antígenos GluR2 / R3 y autoanticuerpos contra proteínas neurales, para identificar encefalitis de tipo autoinmune; (figura 1).

Los tejidos que se utilizaron se obtuvieron como parte de un protocolo de investigación en curso para correlacionar las alteraciones celulares el cual fue aprobado por la Comisión Nacional de Investigación del IMSS (2005-785-057) y el análisis retrospectivo e histopatológico fue aprobado por el comité del hospital de pediatría número R-2017-3603-31.

D

A B

C

Figura 1. Se muestran los métodos que se utilizaron para el diagnóstico de encefalitis autoinmune. A) Inmunoblot, B) Do blot y C) ensayo TBA (Tissue brain adhesión). En D se observa parte del lóbulo frontal en un caso de hemimegancefalia, donde no se observa el borde entre la sustancia gris y blanca, así como las circunvoluciones.



redondas perivasculares moderadamente abundantes y algunos nódulos microgliales.

→ Grupo 4.(remota grave): los casos más tardíos muestran pocos o ningún nódulo microglial, pérdida neuronal e inflamación perivascular media combinada con varios grados de gliosis y cicratización glial8.

Para las displasias corticales se usó el sistema de clasificación del consenso para la clasificación neuropatológica de las displasia de la ILAE, 2011 (19), distinguiendo tres formas aisladas (FCD tipo I y II) de aquellas anormalidades asociadas con otra lesión principal (FCD tipo III)9.

Análisis estadísticoSe empleó análisis descriptivo con medidas de resumen y dispersión, para el caso de variables cualitativas se calcularon frecuencias, proporciones e intervalos, en el caso de variables cuantitativas medias y desviaciones estándar.

Consideraciones éticasEl presente trabajo se ajusta a los preceptos enunciados en la declaración de Helsinki y sus revisiones, así como a lo estipulado en la Ley General de Salud en cuanto a la investigación médica en sujetos humanos.Para garantizar la confidencialidad de los pacientes de los cuales proviene el tejido, las muestras fueron etiquetadas con una clave que será asignada a cada paciente que incluirá sus iniciales y el número progresivo de inclusión en el estudio tanto para los casos, como para los controles.

Técnicas histológicas e inmunocitoquímicas Fragmento del corteza temporal y extratemporal y en algunos de los casos de hipocampo fueron procesados para ser incluidos en la parafina, otro fragmento serial de cada sección fue congelado y cortado en criostato a -20ºC. Se obtuvieron cortes seriales de 12 micras, en los cuales se realizó la tinción de hematoxilina y eosina y cortes adyacentes fueron empleados para ser procesados para inmunohistoquímica o inmunoflorescencia, para ellos se uso un sistema automatizado BOND-MAX de Leica (Leica Biosystems, Germany), con un sistema de detección de anticuerpos secundarios de Novocastra Laboratorios, este tipo de equipos permite procesar de manera uniforme y sistematizada las laminillas. Los anticuerpos utilizados fueron: CD4 (clone: 4B12, Dako Aligent), CD8 (clone: C8/144B, Dako Aligent), HLA-Dr, GFAP y vimentina, albumina, nestina. (Santa Cruz, Biotechnology), Neurofilamento-fosforilados (Sigma-Aldrich) y NeuN (clona A60, Merck Millipore). Para el reporte histopatológico consideramos dos tipos de epilepsia importantes.

Se utilizó la clasificación de Robitaille8 para describir los hallazgos patológicos en las encefalitis de Rasmussen de acuerdo a las siguientes características:

→ Grupo 1. (patológicamente activo):los casos más precoces presentan un patrón inflamatorio con numerosos nódulos microgliales, con o sin neurofagia, células redondas perivasculares y cicatrización glial.

→ Grupo 2. (enfermedad activa y remota):se caracteriza por nódulos microgliales, grupos de células perivasculares redondas, y algunos segmentos de girus corticales con necrosis completa.

→ Grupo 3. (enfermedad remota): pérdida neuronal y gliosis con células

Resultados

Durante el periodo establecido se sometieron al Comité de Cirugía de epilepsia 73 pacientes, de los cuales, únicamente a 61 de los pacientes se




realizó toma de biopsia, ya que el resto de los pacientes fueron candidatos a otros tipos de intervención como callosotomía o estimulador del nervio vago. De las 61 tomas de biopsia, únicamente fueron candidatos 53 pacientes que cumplían con los criterios de inclusión. El estudio incluyó a 53 pacientes en el análisis estadístico, cuyo promedio de edad fue de 9.2 ± 4.9 años, desde 5 meses hasta 16 años, mediana de 10 años. El género de los pacientes fue en su mayoría masculino (n=36, 67.9%) y una tercera parte femenino (n=17, 32.1%) En los tipos de crisis epilépticas, la mayoría fueron de tipo focal (n=38, 71.7%) y el resto de tipo generalizada (n=15, 28.3%).Los diagnósticos inicialmente mostraron 38 variedades y se unificaron en 9 para facilitar su revisión, la más frecuente fue la encefalitis de Rasmussen (n=13,25%), seguida de hemimegaencefalia (n=7,13.5%), el subgrupo con epilepsia de difícil control (n=6,11.5%), el tumor disembrioplásico (n=6,11.5%), y la displasia cortical (n=5,9.6%); también se reportó astrocitoma, esclerosis mesial, y quiste aracnoideo (n=2,3.9% para cada uno). En otros diagnósticos (17.2%) se englobaron los 9 siguientes: Síndrome de Doose vs. deficiencia de proteína c y s, oligodendroglioma, hamartoma hipotalámico, tumor frontal derecho, angioma cavernoso izquierdo prefrontal, infarto frontoparietal, lesión temporal, cavernoma temporal izquierdo, y probable lipofucinosis.Las cirugías proyectadas mostraron 38 variedades inicialmente que fueron unificadas en 6 principales, la cirugía más frecuente fue la lobectomía (n=17,32.1%), luego la hemisferectomía (n=16, 30.2%) y la lesionectomía (n=13,24.5%); con menor frecuencia se llevó a cabo la cortisectomía (n=3,5.6%) y la craniotomía (N=2, 3.8%). En otras cirugías (3.8%) se englobaron a la resección de tumor epitelial y a la toma de biopsia occipital (gráfica 1A).

En los reportes histopatológicos se registraron dos formas de categorización según el método más apropiado para el diagnóstico; por un lado tenemos a los tres tipos de displasias corticales focales (FCD I, II, III) y sus subtipos (a, b, c) usados en la mayoría de los casos (n=38, 71.6%); por otro lado tenemos a los tres grupos (1, 2, 3) referentes a la enfermedad activa, activa/remota y remota (n=13, 24.52%), con más frecuencia usados para encefalitis. Se encontró enfermedad dual en una muestra, donde se describe FCD I y enfermedad de Rasmussen grupo 3.En otros hallazgos histopatológicos (5.6%) se englobaron a los 3 siguientes: esclerosis no hipocampal, encefalitis anti-GAD y una muestra no concluyente. Se pueden ver todos los subgrupos (n=53) en la gráfica 1B.

Gráfica 1A.

Gráfica 1B.



Entre los 38 pacientes con la clasificación por tipo de FCD se reportó predominancia de FCD III (n=20, 52%) especialmente de FCD IIIb (n=14, 36.8%), FCD II representó casi un tercio (n=10, 30.3%) con mayoría de FCD IIb (n=7, 21.2%), y un cuarto correspondió a FCD I (n=8,24.2%) con más casos para FCD Ia (n=6,18.2%). Un caso diagnosticado como encefalitis de Rasmussen fue clasificado en FCD-Ia y a la vez en grupo 3 enfermedad remota, para fines de análisis sólo se incluyó en la categoría FCD Ia. Los subtipos FCD se pueden ver (n=38) en la gráfica 1D.

Gráfica 1C.

Gráfica 1D.

Entre los 13 pacientes con la clasificación de enfermedad activa/remota, de la encefalitis de Rasnussen, la mitad perteneció al grupo 3 enfermedad remota (n=7,53.8%), un tercio fue del grupo 1 enfermedad activa (n=4,30,7%), y el resto del grupo 2 enfermedad activa/remota (n =2,15.3%).

En la estadística inferencial se encontró asociación significativa entre la cirugía proyectada y el reporte histopatológico, al confrontar la cirugía (6 subgrupos) con todos los subtipos/grupos de ambas clasificaciones histopatológicas (p=0.0405), al confrontar la cirugía con los 3 tipos de FCD (p=0.0103), y al confrontar la cirugía con los 8 subtipos FCD (p =0.0247); no fue significativo al confrontar la cirugía con los 3 grupos de enfermedad activa/remota (p=0.4530) tomando en cuenta sólo cortisectomía, hemisferectomía y lobectomía, pues las demás cirugías mostraron frecuencias de cero (Gráfica 2A).

Gráfica 2A. Se muestra la frecuencia de los pacientes por cirugía según el tipo FCD.

Gráfica 2A




La asociación entre el tipo de crisis epiléptica y el reporte histopatológico no fue estadísticamente significativa, al comparar el tipo de crisis con todos los subtipos/grupos de ambas clasificaciones histopatológicas (p=0.3173), al comparar el tipo de crisis con los 3 tipos de FCD (p=0.4251, 2B), al comparar el tipo de crisis con los 8 subtipos FCD (p=0.2241), ni al comparar la cirugía con los 3 grupos de enfermedad activa/remota (p=0.3012); (gráfica 2B).

Gráfica 2B. Se muestra la distibución del número de casos de acuerdo al tipo de crisis epiléptica por tipo FCD histopatólogico

Entre los 38 pacientes con la clasificación por tipo de FCD se reportó predominancia de FCD III (n=20,52%) en especial de FCD IIIb (n=14, 36.8%), FCD II representó casi un tercio (n=10, 30.3%) con mayoría de FCD IIb (n=7,21.2%), y un cuarto correspondió a FCD I (n=8,24.2%) con más casos para FCD Ia (n=6,18.2%). Un caso diagnosticado como encefalitis de Rasmussen fue clasificado en FCD-Ia y a la vez en grupo 3 enfermedad remota, para fines de análisis sólo se incluyó en la categoría FCD Ia. Los subtipos FCD se pueden ver (n=38) en la gráfica 1D.

Entre los 13 pacientes con la clasificación de enfermedad activa/remota, de la encefalitis de Rasnussen, la mitad perteneció al grupo 3 enfermedad remota (n=7, 53.8%), un tercio fue del grupo 1 enfermedad activa (n=4, 30,7%), y el resto del grupo 2 enfermedad activa/remota (n =2, 15.3%).

En la estadística inferencial se encontró asociación significativa entre la cirugía proyectada y el reporte histopatológico, al confrontar la cirugía (6 subgrupos) con todos los subtipos/grupos de ambas clasificaciones histopatológicas (p=0.0405), al confrontar la cirugía con los 3 tipos de FCD (p=0.0103), y al confrontar la cirugía con los 8 subtipos FCD (p =0.0247); no fue significativo al confrontar la cirugía con los 3 grupos de enfermedad activa/remota (p=0.4530) tomando en cuenta sólo cortisectomía, hemisferectomía y lobectomía, pues las demás cirugías mostraron frecuencias de cero (gráfica 2A).

La asociación entre el tipo de crisis epiléptica y el reporte histopatológico no fue estadísticamente significativa, al comparar el tipo de crisis con todos los subtipos/grupos de ambas clasificaciones histopatológicas (p=0.3173), al comparar el tipo de crisis con los 3 tipos de FCD (p=0.4251, 2B), al comparar el tipo de crisis con los 8 subtipos FCD (p=0.2241), ni al comparar la cirugía con los 3 grupos de enfermedad activa/remota (p= 0.3012); (gráfica 2B).

Debemos tomar en cuenta que al incrementar la cantidad de pequeños subgrupos aumenta la imprecisión de la inferencia estadística, pero la estimación es suficiente para observar la relación entre la clasificación histopatológica y la cirugía proyectada o el tipo de crisis epilépticas, tal como se planeó para nuestro estudio.

Gráfica 2B



Discusión

En el presente estudio observamos, que los estudios en las biopsias de pacientes con epilepsia el uso de biomarcadores morfológicos permitió obtener un mejor conocimiento de las lesiones focales y se puedo identificar las displasias corticales, 38 pacientes presentaron estas características en sus distintas subclasificaciones acorde a la ILAE9, y 13 pacientes con reporte de Rasmussen en sus respectivos grupos acorde a Robitaille8 y sobres sale un paciente en el cual se encontró en la muestra, patología dual, tanto FCD Ia y Rasmussen remota. Este último grupo fue el de mayor prevalencia (figura 2), los resultados histopatológicos indican que entre mayor tiempo pasan los pacientes con crisis hay un deterioro del tejido cerebral, lo que afecta de manera importante la recuperación como se observa en la figura 5B, en estos casos se vuelve urgente realizar a tiempo el diagnóstico de encefalitis para intervenir de manera oportuna y reducir el deterioro cortical, en este tipo de muestra se observa baja infiltración linfocitaria, asi como baja actividad microglial, contrario a las formas activa donde se observa una gran presencia de linfocitos T cooperadores principalmente a nivel perivascular, nódulos de microglía (figura 3C - E) y extravasación de albumina, el diagnóstico previo fue relevante, porque los marcadores de inflamación mostraron que las formas activas son las que mantienen a nivel periférico y principalmente en LCR la presencia de auto anticuerpos, no así en la enfermedad remota, lo que hace evidente la necesidad de apoyarse con diagnósticos oportunos. El papel de los anticuerpos GluR3 en el desarrollo de la ER ha sido discutido desde Watson, et al10. quién los encontró en sólo dos de los 30 pacientes con RE, pero no indica el estado de

progresión de la enfermedad, encontramos en los pacientes con enfermedad remota baja presencia del antígeno en el LCR, pero falla en la presencia de autoanticuerpos, lo que indica Lo importante que es identificar la ER en las primeras etapas cuando la respuesta inmune es mayor, por otra parte, Mantegazza, et al11; encontraron GluR3Abs no sólo en pacientes con RE, sino también en pacientes con epilepsia parcial y generalizada, concluyendo su inespecificidad para RE, con respecto a estos hallazgos, se ha postulado la posibilidad de que otros anticuerpos estén implicados.

En la RM cualitativa realizada a los pacientes no se evidenciaron lesiones a nivel de la corteza cerebral lo que concuerda con lo notificado por Tassi, et al12, y Blumcke, et al1 quienes señalaron que un gran número de pacientes con anormalidades arquitecturales en la corteza (DCF tipo Ia) y (DCF tipo Ib) como se muestra en la figura 2 en nuestra serie, mostraron una RM normal (figura 2 A y B)12. Sin embargo; Fauser, et al 13 reportaron que casi la totalidad de los casos con formas leves de DCF al examen histológico se evidenció en la RM11.Sin embargo; en nuestra serie este tipo de displasia solo correspondió al 6%, el mayor fue la FCD IIb y FCD IIIb, los cuales corresponden a las formas más severas de displasia y son visualizados con la RM (figura 2C), este tipo de displasia esta caracterizado por una severa desorganización laminar cortical y subcortical, también por presencia de neuronas dismorficas, megalociticas y balonadas14, lo que indica que la maduración neuronal es anormal, se encuentran marcadores gliales neuronales expresados en los mismos tipos de células 15,16.Las malformaciones vasculares son clasificadas histopatológicamente por las anormalidades en la citoarquitectura de la pared vascular (figura 4A), este fue el menor grupo de pacientes operados,




A B C

I

II

III

IV

V

VI

D

F

I

II

III

IV

V

VI

E

I

II

III

IV

V

VI

F

G H I

Figura 2. Imágenes RM que muestran los diferentes tipos de displasia en A y B y en C un caso de hemimegancefalia. Inmunohistoquímica para NeuN que muestra en D un caso de DFC Ia donde las neuronas se arreglan en microcolumnas (flecha) principalmente en la capa 3, en F se muestra un caso de FCD Ic con irregular perdida neuronal por debajo de la capa granular, en D un caso de hemimegancefalia, que muestra dislaminación e irregular distribución de las capas corticales. Barra de calibración 200 μm. En G se muestra neuronas inmaduras de tamaño pequeño (< 5 μm, inmunoreactivas a nestina), en H neuronas dismorfícas con grandes núcleos (NeuN) en I células balonadas contienen neurofilamentos intracitoplásmico. Barra de calibración 20 μm.



A

B

C

D

E

Figura 3. Imagen RM que revela anormalidades en la señal en el lóbulo parietal en A, Que se correlaciona con la imagen en B donde se observa perdida neuronal visualizado por los grandes espacios (NeuN núcleos de neuronas en café), correspondiente a la enfermedad remota de encefalitis de Rasmussen. En la enfermedad activa en C se muestra infiltrado perivascular de linfocitos CD4+, CD8 en D y nódulos de microglia activa marcado con HLA-D en E. Barra de calibración en B 200 μm, en C, D y E 20 μm.




A B

C D

Figura 4. Fotomicrografías de la tinción de H y E, en A muestra lesión vascular sobre la superficie meníngea con compromiso de la sustancia gris en B vasos de paredes gruesas sin intervenir en el parénquima, la pared del vaso se observa lesionada inmunoreactiva a vimentina, la corteza por debajo de la lesión vascular muestra perdida neuronal y arreglo microcolumnar correspondiente a FCD III c, en D inmunoreactividad a NeuN muestra un tumorglio neuronal isomorfico con moderada celularidad, con estructuras microquísticas, correspondiente a un tumor disembrioplastico (WHO 1°). Barra de calibración en A y b, 200μm en C 30 μm y D 20 μm.



algunos de ellos se asociaron con alteraciones en corteza cerebral principalmente adyacente o por debajo de la lesión (figura 4C).Sin embargo; muchos de los pacientes con otro tipo de lesiones mostraba alteración de la pared de los vasos; así como, rompimiento de la membrana basal produciendo grandes espacios y vacuolaciones, esto concuerda con los trabajos reportados por Hildebrandt, et al17, que en una cohorte de pacientes identificó un patrón intrigante de angiopatía en la sustancia blanca en el 64,4% de los pacientes.

Las principales alteraciones incluyeron la división de la membrana basal en hojas endoteliales parenquimatosas, que se restringió a arteriolas y capilares de la sustancia blanca y resultó en un espacio perivascular ampliamente extendido. Estas cavidades contenían numerosas células sanguíneas y mostraban un aspecto espongiforme a nivel ultraestructural.

Los cambios angiopáticos se produjeron independientemente de las lesiones específicas asociadas con la asociadas con la epilepsia, es decir, displasia, neoplasia o esclerosis del hipocampo, y no mostraron correlación con el tratamiento antiepiléptico del fármaco o las semiologías de convulsiones17.

Entre los otros diagnósticos se encontraron tumores que fueron de bajo grado WHO I, los cuales mostraron fenotipos gliales y neuronales (figura 4F y G) , un marcador característico fue su ubicación temporal y crisis de tipo focal principalmente, se ha reportado que mucho de estos tumores ocurren durante el desarrollo principalmente18 y pueden estar asociados con displasia focales19, como ocurrió en nuestra cohorte,

es importante tener biomarcadores para el diagnóstico de la estirpe y malignidad, con la idea de evitar la progresión a malignidad.

Entre los tipos de cirugía que prevaleció fue la lobectomía, esto se observa por la prevalencia de la encefalitis de Rasmussen y las displasias corticales que fueron los casos más frecuente, así como las crisis de tipo focal, una de los criterios de selección de los pacientes es que tengan la lesión focal fácilmente resecable, esto garantiza un mayor éxito en el control de las crisis con menos efectos adversos.

El avance los métodos de diagnóstico prequirúrgico y de procedimientos quirúrgicos ha permitiendo en la actualidad ofrecer un tratamiento exitoso en edades tempranas a pacientes que hasta hace muy poco se habrían considerado candidatos a una cirugía, por tener RM ‘no lesionales’ o lesiones no resecables por su localización anatómica cercana a zonas corticales funcionales imprescindibles.

Los avances en investigación básica que permite hacer análisis con biomarcadores morfológicos y moleculares, así como, las innovaciones tecnológicas relacionadas con técnicas neurofisiológicas para delimitar la epileptogenicidad focal y remota aseguraran eléxito en el control y manejo de las crisis refractarias. Con la descripción de las características histopatológicas con el uso de biomacadores citológicos mostró que es necesario contar con este tipo de herramientas para un mejor diagnóstico y pronóstico de los pacientes con epilepsia farmacorresistente y que se cuenta con un centro de alta especialidad que trabaja en grupo con la finalidad de encontrar la mejor opción terapéutica para el control de las crisis.




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Dietas de restricción calórica y epilepsiaMartínez Lazcano Juan Carlos1, Olvera Pérez Karen1, González Guevara Edith1, Castillo Pérez Carlos1, Custodio Verónica1, Rubio Carmen1, Hernández López Leonardo1, Paz Tres Carlos1*

1Departamento de Neurofisiología, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía

*Correspondencia: Dr. Carlos Paz Tres. Departamento de Neurofisiología; Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía, Insurgentes Sur 3877, Colonia La Fama, Delegación Tlalpan, 14269, Ciudad de México, México. Email: [email protected]

Resumen

Las observaciones empíricas sobre el beneficio de los estados de ayuno en el tratamiento de la epilepsia condujeron a establecer regímenes dietéticos para mimetizar el metabolismo en el estado de ayuno, siendo los más representativos el régimen de triglicéridos de cadena media, la dieta modificada de Atkins, el tratamiento con bajo índice glucémico y la dieta cetogénica, todos los cuales han probado su eficacia de forma clínica. La dieta cetogénica (DC) fue introducida como un tratamiento para la epilepsia en 1920. Los mecanismos de acción aún no están en absoluto esclarecidos, aunque existen diferentes propuestas que involucran desde la inactivación de canales iónicos, modificaciones en el metabolismo oxidativo y activación de receptores GABAérgicos. Sin embargo, ninguno de estas puede explicar de forma clara los efectos observados en pacientes epilépticos, además de que estos mecanismos no son excluyentes entre sí y más de uno podría estar participando en el efecto benéfico observado en los pacientes. Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo es presentar los avances en el estudio de los mecanismos moleculares involucrados en el efecto antiepiléptico inducido por las dietas de restricción calórica.

Palabras clave: epilepsia, restricción calórica, indice glucémico, dietas.



Caloric restriction diets and epilepsyAbstract

Empirical observations on the benefit of fasting in the treatment of epilepsy led to the establishment of diets to imitate the metabolism in the fasting, such as the medium chain triglyceride regimen, the modified Atkins diet, the treatment with low glycemic index and the ketogenic diet, which have proven their effectively clinical. The ketogenic diet was introduced as a treatment for epilepsy in the 1920s. Mechanisms of action are not yet fully understood, although there are different proposals that involve the inactivation of ion channels, modifications in the oxidative metabolism and activation of GABAergic receptors. However, none of these can clearly explain the effects observed in epileptic patients. In addition these mechanisms are not mutually exclusive and more than one could be participating in the beneficial effect observed in the patients. The objective of the present work is to present the advance on the molecular mechanisms involved to the restriction caloric and its antiepileptic effect.

Keywords: epilepsy, caloric restriction,diets, glycemic index

Introducción

La epilepsia es definida por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como una enfermedad cerebral crónica, caracterizada por la presencia de convulsiones repetidas1 con consecuencias neurobiológicas, cognitivas, psicológicas y sociales2, la incidencia en México y a nivel mundial en términos porcentuales oscila entre el 1 y 2 % de la población1. Este padecimiento es provocado de forma importante por un desequilibrio entre la transmisión inhibitoria GABAérgica y la transmisión excitatoria glutamatérgica3, lo que origina la actividad eléctrica anormal de las neuronas localizadas en regiones del cerebro conocidas como foco epiléptico.

El tratamiento farmacológico es la estrategia terapéutica más utilizada para contrarrestar los síntomas en esta enfermedad4. Sin embargo, se considera que más del 30% de los pacientes presentan resistencia al tratamiento farmacológico1,2. Para estos pacientes existen terapias alternativas, como cirugía de resección del foco epiléptico5, estimulación del nervio vago6, estimulación holocraneal7 y terapias de restricción calórica8, como la dieta cetogénica.

Antecedentes de la dieta cetogénica Las observaciones empíricas sobre el beneficio de los estados de ayuno en el tratamiento de la epilepsia datan desde el 500 A.C., en 1921



Juan Carlos Martínez Lazcano, et al.

se hicieron dos observaciones fundamentales para este tipo de tratamientos, Woodyatt (1921) observó que la acetona y el ácido beta-hidroxibutírico aparecen en sujetos en estados de privación de alimento como la inanición o una dieta que contenía una proporción demasiado baja de carbohidratos y una proporción demasiado alta de lípidos9. Al mismo tiempo, el Dr. Wilder (1921) de la Clínica Mayo propuso que los beneficios del ayuno se podrían obtener si la cetonemia se producía por otros medios10, proponiendo la dieta DC en una serie de pacientes con epilepsia. Estas observaciones propiciaron el desarrollo de regímenes dietéticos cuyo objetivo es mimetizar el metabolismo en el estado de ayuno, entre estos regímenes sobresalen el régimen de triglicéridos de cadena media, la dieta modificada de Atkins, el tratamiento con bajo índice glucémico y la dieta cetogénica,

los cuales generan un estado metabólico denominado cetosis.La cetosis o cetonémia es un estado metabólico originado por un déficit energético debido a la disminución en el aporte de carbohidratos, lo que induce el catabolismo de los lípidos con la finalidad de obtener energía, generando en este proceso compuestos denominados cuerpos cetónicos (CC), acetona, ácido acetoacético y ácido beta-hidroxibutírico, (figura 1).

Los CC solo se producen en cantidades significativas durante el ayuno, el ejercicio intenso prolongado o la diabetes mal controlada en cuyo caso el incremento de CC puede ocasionar un estado patológico denominado cetoácidosis diabética, además, en personas con diabetes mal controlada se hace evidente la presencia de cetosis a partir del olor a acetona en el aliento11-14.

Figura 1. Los CC se forman en la mitocondria hepática a partir del acetil coenzima A (CoA) proveniente de la beta-oxidación de los ácidos grasos. La cetogénesis es un proceso donde se condensan tres moléculas de acetil CoA para formar hidroximetilglutaril-CoA (HMG-CoA), que a continuación se escinde para producir acetoacetato, la reducción química del acetoacetato por medio de la D-hidroximetil glutaril CoA reductasa, formando 3-hidroxibutirato, como es evidente la proporción entre 3-hidroxibutirato y acetoacetato dependerá de la biodisponibilidad de la nicotin-adenindinucleótido reducido (NADH). Sin embargo, la descarboxilación espontánea del acetoacetato produce acetona, la cual por lo general sólo se sintetiza en pequeñas cantidades.


Arch Neurocien (Mex) INNN - 2017Dietas de restricción calórica y epilepsia

Fundamentos de la dietaDe forma general, las propuestas sobre los mecanismos de la DC involucran los metabolitos de la cetosis crónica, en la modificación del ciclo de los ácidos tricarboxílicos para aumentar la síntesis de GABA, limitar la generación de especies reactivas de oxígeno y aumentar la producción de energía en el tejido cerebral, estabilizando con esto la función sináptica e incrementando la resistencia a las convulsiones en todo el cerebro15-17. Sin embargo, los mecanismos específicos aún no son claros, estos podrían elucidarse a partir de las comparaciones y similitudes coincidentes con otros tratamientos, estos incluyen la activación del eje factor liberador de corticotropina-hormona adrenocorticotropica-cortisol (CRF-ACTH-cortisol) o un mecanismo relacionado con GABA (este último sugerido por la utilidad de vigabatrina para lactantes con esclerosis tuberosa y espasmos infantiles [IS])18. Otro mecanismo potencial es la vía neuroesteroide, dada la utilidad de la ACTH (que promueve tanto la producción de cortisol como de neuroesteroides en la corteza suprarrenal) y la ganaxolona (un neuroesteroide sintético ahora sometido a un ensayo clínico de fase II) en algunos niños con IS19. La efectividad de la DC en síndromes genéticos también ofrece la oportunidad de obtener conocimientos sobre los mecanismos. Por ejemplo, en el síndrome de Dravet (también conocido como epilepsia mioclónica severa de la infancia) síndrome de epilepsia con una variedad de mutaciones genéticas en un canal de sodio con voltaje dependiente (NaV)20,21, muestra disminución en la frecuencia de las convulsiones en el 60 o 75% de los pacientes tratados con DC22,23. En el síndrome de Rett, en cual se propone un defecto en el metabolismo de los carbohidratos basado en el incremento de piruvato en sangre, líquido cefalorraquídeo

y lactato en algunos pacientes24. El uso de la DC tuvo buenos resultados en términos de control de las crisis, interacción social y comportamientos estereotipados24. En el modelo transgénico de este síndrome se mostró la disminución en los niveles de ATP, glutamina y glutamato25, en cepas silvestres la DC muestra aumento en el estado energético del cerebro específicamente, los niveles de glutamina y glutamato26,27, por lo que la comparación de ambas cepas tendría aportes importantes. Otros estudios han mostrado cambios en los patrones de activación de algunos canales, como los canales de potasio sensibles a ATP (KATP) en particular los rectificadores de potasio Kir6.2.28

Indicaciones de la dieta cetogénicaLa eficacia de la dieta es mayor en niños de edades comprendidas entre los dos y los cinco años15,16,29,30, esto debido a que en los infantes la generación de los CC es favorecida, por lo que se mantiene una concentración normal de glucosa, siempre y cuando el aporte de nutrimentos para el crecimiento somático sea el adecuado29,31. Por ejemplo, Freeman evaluó la dieta a lo largo de 3, 6 y 12 meses en 150 individuos de 1 a 16 años de edad que padecían dos o más crisis por semana, obteniéndose reducción paulatina de las crisis en el 59% a los tres meses, 53 % a los seis y 44% al año32.

De forma general la DC consiste en un aumento del aporte de lípidos, llegando a incluir hasta el 90% de las calorías totales requeridas (figura 2). Sin embargo, la prescripción y aplicación de la dieta debe ser manejada de manera individual, atendiendo a la respuesta clínica y potenciales efectos secundarios. Sus beneficios en la práctica clínica son cada vez más conocidos y obligan al clínico especializado en epilepsia a conocer sus indicaciones y a incorporarla dentro del tratamiento16.




Figura 2. Izquierda; se observan las reacciones del ciclo glutamato-glutamina en estado metabólico basal. Durante este este proceso se lleva a cabo la recaptura del glutamato de la sinapsis por los astrocitos, que convierten el glutamato en glutamina a través de la glutaminasintetasa, una enzima glial; la glutamina se exporta a las neuronas donde se hidroliza a glutamato. Además, el glutamato puede convertirse en GABA, un neurotransmisor inhibidor principal, y en aspartato. Derecha: el ciclo durante la cetosis. Se plantea la hipótesis de que en el cerebro cetoacético ocurre la activación del metabolismo astrocítico, resultando en una mayor conversión de glutamato a glutamina y proporciona más glutamina para servir como precursor de GABA; y menos transaminación de glutamato para producir aspartato, relativamente más conversión de glutamato en GABA (modificado35).

Algunos ejemplos de los modelos propuestos para la elaboración de la DC aplicados a pacientes con epilepsia son los siguientes:Cetogénica tradicional o clásica: aporta, carbohidratos/proteínas (HC/Pr) hasta el 10% del valor calórico total (VCT), lípidos (en especial lípidos saturados) 90% del VCT. Régimen de triglicéridos de cadena mediana (TCM): el 60% del VCT proviene de TCM, el 29% de HC/Pr. y el 11% de lípidos saturados. Modificada o dieta de John Radclife: aporta el 30% del VCT con TCM, el 29 % con HC/Pr y el 41% de lípidos no TCM4.

Con frecuencia estas dietas van precedidas de un periodo de ayuno para inducir el estado de cetosis en el paciente, esto se lleva a cabo mediante vigilancia médica intrahospitalaria durante 3 o 4 días, lapso que permite vigilar los ajustes metabólicos antes de establecer la dieta de mantenimiento, al mismo tiempo se debe proporcionar la información necesaria acerca de la vigilancia y medidas de control necesarias a los familiares encargados del paciente15,16.Para monitorear correctamente a los pacientes se deben realizar pruebas de laboratorio (antes y después de instaurar la dieta) para evaluación



de electrolitos, función hepática, perfil lipídico plasmático, proteínas y hemograma completo. También se recomienda la antropometría (peso, estatura, grosor del pliegue cutáneo) que debe evaluarse en cada visita al médico y el crecimiento debe ser monitoreado usando gráficos de crecimiento. Se requiere realizar exámenes rutinarios de densidad mineral ósea o enzimas óseas16,17.

Efectos adversos A largo plazo el empleo de esta dieta no está exenta de efectos colaterales, los efectos secundarios reportados más comunes son vómito y esteatorrea, mientras que los efectos menos comunes incluyen reducción de la masa ósea, pancreatitis y litiasis renal en pacientes tratados con inhibidores de la anhidrasa carbónica, además de lesión de los ganglios y hematomas17,33, hipercolesterolemia, irritabilidad y letargia, e incluso puede llegar a inducir estado de coma33. Otros efectos reportados son deficiencia en los niveles de vitaminas y minerales, cambios en los hábitos intestinales, deshidratación, hipoglucemia, depleción de carnitina, en un caso se reportó bloqueo cardíaco15,31,32,34.

La dieta está por completo contraindicada en pacientes con cualesquiera de los siguientes padecimientos: deficiencia primaria de carnitina, deficiencia de carnitina palmitoiltransferasa (CPT) I o II, o deficiencia de translocasa, defectos de beta-oxidación de ácidos grasos, deficiencia de piruvato carboxilasa y porfiria16.

Algunos autores revelan que la dieta tiene mejores efectos, menos iatrogenias y costos más reducidos si no se somete a los pacientes a inducción de cetosis intrahospitalaria, aunque la vigilancia médica siempre resulta necesaria17.

Interrupción de la dieta Las guías internacionales sugieren que la DC debe ser mantenida durante un periodo de al menos 3 a 5 meses antes de decidir su interrupción por motivos de ineficacia (mantención o aumento de crisis) o complicaciones severas. En los casos donde se halla decidido interrumpir la dieta16,34, esta debe ser de forma programada, debe utilizarse un esquema de suspensión lenta, de ser posible en varios meses. Se reduce la proporción de lípidos de forma lenta, pasando de 4:1 a 3:1 y después a 2:1, en lapsos de dos semanas hasta que la cetonuría sea negativa. Las comidas ricas en carbohidratos se introducen a continuación. En caso de emergencia o complicaciones graves, la dieta puede ser interrumpida de manera inmediata, aunque se prefiere una disminución gradual (en semanas) si el paciente ha sido tratado por más de un año. En caso de que las crisis aumenten significativamente durante el proceso, puede intentarse restablecer la dieta también de manera paulatina34.

ConclusionesLa DC representa una alternativa importante para el tratamiento de toda epilepsia resistente, e incluso de status epiléptico refractario, el uso clínico y su éxito han estimulado un renovado interés en la investigación de sus mecanismos de acción, a su vez, se ha demostrado que la dieta es eficaz en una amplia gama de tipos de convulsiones, así como un intervalo más amplio de edades. Por desgracia en ocasiones la rigidez de la dieta, su poca palatabilidad, y los efectos secundarios limitan su uso y afectan de forma desfavorable la conformidad de los pacientes y la eficacia clínica. Así mismo, otro aspecto importante que se debe considerar es su bajo costo, comparado con otras alternativas de tratamiento como la estimulación vagal o la callosotomía, resulta una importante opción en países con recursos limitados como el nuestro.




Referencias

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• 94 • Vol. 22 • Epilepsia • Suplemento especial archivosdeneurociencias.com

Epileptogénesis experimental: estudios in vitro en un modelo animalSerrano-Reyes Miguel*, García-Vilchis Ana B, Reyes-Chapero Rosa María, Galarraga Elvira, Bargas José**División de Neurociencias, Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México.

Correspondencia: José Bargas. Email: [email protected]

Resumen

Se utilizó imagenología de calcio con resolución de célula única para registrar de manera indirecta la actividad eléctrica de decenas de neuronas de forma simultánea. Comparamos la actividad de la corteza motora de ratón en tejido cerebral mantenido in vitro en condiciones control y después de inducir de manera aguda descargas epileptiformes se uso el modelo de bicuculina. La actividad de la corteza cerebral en condiciones control o basales, sin estímulos ni fármacos, muestra la operación de varios ensambles neuronales que alternan la actividad y generan secuencias y ciclos reverberantes. Esto forma una red neuronal con numerosas conexiones funcionales entre los ensambles. Cuando al mismo tejido se le superfunde con una solución pro-convulsivante (bicuculina y bajo Mg2+), se observa la desaparición de los ensambles neuronales hasta quedarse con sólo dos macroensambles que atraen toda la actividad de la red. Estos ensambles dominantes pueden alternarse o coactivarse produciendo descargas paroxísticas recurrentes del tipo espiga-onda. La arquitectura funcional de la red se vuelve radicalmente diferente: los dos ensambles dominantes poseen relativamente pocas conexiones entre sí. El registro de neuronas individuales durante las descargas epileptiformes muestra la típica actividad tónico-clónica. Se concluye que esta preparación permite seguir la actividad de neuronas únicas formando ensambles y secuencias de actividad y su reorganización en macro-ensambles con actividad paroxística que destruye la red funcional encontrada en el circuito control.

Palabras clave: epilepsia, descargas epileptiformes, corteza motora, ensambles neuronales, redes neuronales, microcircuitos.



Experimental epileptogenesis: in vitro studies in an animal model

Abstract

Imaging of calcium with single cell resolution was used to record the activity of neurons simultaneously in an inderct way. We compared the activity of mouse motor cortex in brain tissue preserved in vitro in control conditions and after inducing acute epileptiform discharges in the same tissue by using the bicuculline model. The action of the cerebral cortex in control or basal conditions, without stimulus or drugs, exhibited the operation of various neuronal ensembles which alternate their activity generating sequences and reverberatory cycles. This activity generates a neuronal network with numerous functional connections between the ensembles. When the same tissue is superfused with a pro-convulsant solution (bicuculline and low Mg2+), the disappearing of previous neuronal ensembles was observed until only two dominant macro-ensembles remained. These ensembles attracted all network activity. Dominant ensembles may alternate or synchronize their activity generating paroxistic and recurrent discharges of the spike-wave type. Furthermore, the functional architecture of the network becomes radically different: the two dominant ensembles possess relatively few connections between them. The recording of individual neurons during epileptiform discharges shows the typical tonic-clonic activity. We conclude that this preparation allows the following of single neuron activities conforming ensembles and action sequences during their reorganization into macro-ensembles which underlie the paroxistic action that eliminates control network activity.

keywords: epilepsy, epiletiform discharges, motor cortex, neuronal assemblies


• 96 • Vol.22 • Epilepsia • Suplemento especial archivosdeneurociencias.com

Miguel Serrano Reyes, et al.

Antecedentes

Aunque se tienen descripciones de la epilepsia de más de 4000 años, su estudio científico tanto como su terapéutica comienzan en el siglo XIX. Se trata de comprender los procesos fisiopatológicos que inducen la enfermedad en el cerebro, o epileptogénesis, así como la dinámica del circuito cerebral afectado durante una descarga epiléptica, o ictogénesis. Las convulsiones son eventos súbitos y de corta duración caracterizados por una actividad neuronal anormal, excesiva, sincrónica que suele ser transitoria1. Una definición clínica común plantea que la epilepsia es una enfermedad provocada por la alteración de alguna zona del cerebro que deja una predisposición a padecer convulsiones recurrentes que pueden dar lugar a consecuencias cognitivas, neurobiológicas y psicológicas2. Pero la escala predilecta para los estudios patológicos es la histológica. Hace poco tiempo, los investigadores han tenido acceso a preparaciones de tejido cerebral vivo mantenido in vitro en modelos animales de la enfermedad, así como a biopsias de pacientes sometidos a cirugía. Desde que surgieron los estudios electrofisiológicos en estas preparaciones, las opciones farmacológicas para el tratamiento de la enfermedad han aumentado de forma considerable (figura 1)3. Desde el punto de vista experimental, se estudia la generación, propagación y terminación de las crisis epilépticas como eventos compuestos de ondas hipersincrónicas en la red neuronal cerebral, de manera focal o generalizada y, típicamente, rodeada espacial o de forma temporal de actividad neuronal normal4. Con el fin de poder estudiar en el ámbito fisilógico las redes o circuitos neuronales involucrados en estos eventos, en este trabajo hacemos uso de la imagenología de calcio en tejido cerebral

(corteza motora) mantenido in vitro, y así hacer un seguimiento de la evolución temporal de las crisis epilépticas con resolución de célula única, registrando de manera simultánea decenas de neuronas durante la ictogénesis.

Figura 1. Surgimiento de fármacos anticonvulsivantes. La parte sombreada señala los fármacos que surgen a raíz del advenimiento de investigaciones electrofisiológicas en tejido cerebral mantenido in vitro, obtenido por lo general de modelos animales. Modificado y traducido de1.

Mecanismo fisiopatológico de las crisis epilépticasUn cerebro epiléptico es siempre un cerebro disfuncional. Las descargas convulsivas, registradas mediante el electroencefalograma, o electrodos superficiales o de campo sobre el tejido cerebral, son eventos eléctricos complejos, en los cuales se observan cuando menos tres clases: las descargas inter-ictales, que se generan entre los periodos entre crisis en zonas relativamente lejanas a los focos epilépticos, suelen ser ráfagas de 20 a 70 ms de duración por lo general asintomáticas. Las descargas preictales son eventos de mayor amplitud que aparecen con mayor frecuencia que las descargas inter-ictales, la diferencia


Arch Neurocien (Mex) INNN - 2017Epileptogénesis experimental: estudios in vitro en un modelo animal

con respecto a estas, suele aparecer en zonas cercanas a los focos de actividad convulsiva. Por último, las descargas ictales (crisis paroxísticas o ictus), pueden durar varios segundos y hasta minutos, como eventos de alta frecuencia y que inducen signos y síntomas que dependen de la región cerebral donde se localicen5.

La epilepsia adquirida se puede desarrollar después de una lesión cerebral focal y su correspondiente respuesta inflamatoria. Como resultado, aparecen las ráfagas preictales, que evidencian la sincronización de grandes poblaciones de neuronas. Se hipotetiza que si estos eventos se repiten pueden establecerse nuevas sinapsis mediante potenciación de largo plazo, y se formarían ensambles neuronales patológicos que llevarían a la cronicidad. Pero una descarga epileptiforme aguda puede darse debido a la inducción de corrientes entrantes a través de canales de Na+, NMDA y Ca2+ mediante fármacos despolarizantes que afecten a varias neuronas; por ejemplo, al utilizar agonistas colinérgicos. Las ráfagas de actividad durante los eventos despolarizantes conjuntos reclutan interneuronas inhibidoras, causando flujos masivos de Cl- intracelular. El cotransportador K+Cl-KCC2 se satura y no puede mantener bajos los niveles de Cl- intracelular por lo que el potencial de equilibrio del Cl- se invierte, y produce una respuesta bifásica: a la inhibición inicial le sucede una despolarización GABAérgica debida en parte a una corriente de HCO3.

El cotransportador saca de forma masiva el exceso de Cl- intracelular pero a expensas de aumentar la concentración externa de K+. Todo lo anterior produce despolarizaciones prolongadas de alta frecuencia, la descarga paroxística, hasta que se cae en periodo refractario6. Como se ve, este mecanismo hace disfuncional la inhibición debido a la despolarización masiva inicial.

Otra manera de producir descargas epileptiformes agudas es hacer disfuncional a la inhibición desde un principio: usando fármacos que bloqueen al receptor GABAérgico, tales como la bicuculina7. Esto favorece a la excitación y por tanto a la despolarización neuronal. Cuando ambos procedimientos se utilizan al mismo tiempo las descargas pueden ser muy prolongadas.

La hipótesis de los ensambles neuronalesEsta hipótesis intenta explicar la dinámica de los circuitos neuronales normales. Postula que gracias a la plasticidad sináptica se forman grupos de neuronas que funcionalmente trabajan en concierto: los ensambles neuronales. Los microcircuitos neuronales estarían formados por ensambles neuronales interconectados en virtud de que las sinapsis que más se usan se refuerzan (potenciación de largo plazo) y las que menos se usan se debilitan (depresión de largo plazo). Como las sinapsis cambian su fuerza con el uso, se forman circuitos conectados de forma preferente para el flujo de la actividad neural.

Lo que fluye por la red neural es el disparo sincronizado o correlacionado de grupos o ensambles de neuronas. Estos se asocian o se disocian alternándose la actividad que puede ser recurrente, alternante y reverberante, están en cambio continuo. Las secuencias generadas por esta actividad se proponen como las unidades que codifican memorias, actos motores, percepciones, conceptos, procedimientos, rutinas, entre otros.

Este marco teórico propuesto por Hebb8, ha sido actualizado y modificado9 y puede usarse para comprender cómo transitamos de un estado “control” de la red neuronal a uno patológico.




Material y métodos

Todos los experimentos se llevaron a cabo acorde a las especificaciones técnicas para la producción, cuidado y uso de animales de laboratorio en México (NOM-062-ZOO-1999). Su usaron rebanadas cerebrales de ratones de alrededor de 17 días postnatales que se incubaron en presencia de Fluo 4-AM. Esta sustancia entra a las neuronas y fluoresce cuando se une a iones de calcio (Ca2+), que entran a la célula durante el disparo de potenciales de acción, por lo que resulta un sensor de su actividad eléctrica. Al excitar al fluoróforo con luz en las longitudes de onda correctas podemos observar indirectamente la activación de decenas de neuronas en una rebanada de tejido cerebral. Lo que vemos al final en los videos que obtenemos, procesamos y filtramos, son los somas de neuronas brillando de acuerdo al disparo de sus potenciales de acción. Se extrae la información de decenas de neuronas y se forman gráficas de rastreo o seguimiento de la actividad neuronal unitaria (raster plots), donde cada fila representa la actividad en el tiempo de una neurona, de tal manera que podemos hacer el seguimiento de todas las células activas durante el experimento. Después se agrupan las neuronas de acuerdo a una métrica de similitud entre sus disparos, suponiendo que esta similitud indica neuronas que trabajan en concierto, esto es, que forman ensambles neuronales, los cuales se colorean y se ordenan de acuerdo a esta clasificación.

Para este estudio se uso un modelo agudo de descargas epileptiformes que consiste en aplicar 10 µM de bicuculina y disminuir el Mg2+ en la solución de líquido cefalorraquídeo artificial (en mM): 126 NaCl, 3.5 KCl, 26 NaHCO3, 1.2 CaCl2, 1.2 NaH2PO4, 15 glucosa, 0.2 tiourea, 0.2 ácido ascórbico.

Formamos redes neuronales extraídas de los experimentos biológicos, donde cada nodo de la red es una neurona y cada conexión funcional entre dos nodos existe sólo cuando ambas neuronas presentan activación simultánea durante el registro de fluorescencia (coactivación). Los registros electrofisiológicos se realizaron utilizando la técnica de patch clamp en la modalidad de célula entera en la configuración de fijación de corriente. Para la generación de las oscilaciones se aplicaron agonistas de receptores colinérgicos y antagonistas de receptores GABAérgicos en el medio de registro.

Resultados

Previamente hemos realizado estudios experimentales a escala histológica en el estriado10-12, así como estudios de redes neuronales funcionales en modelos patológicos de enfermedades tales como la enfermedad de Parkinson y las discinesias producidas por L-DOPA13. En el presente estudio, la zona de registro fue la corteza motora. En la situación control observamos la actividad basal de decenas de neuronas (figura 2). Se puede observar que las neuronas activas forman diversos grupos con disparo correlacionado entre ellas y que se activan de manera recurrente, por lo que asumimos que son ensambles neuronales8,9. Los ensambles muestran secuencias de actividad y ciclos de actividad reverberante, se activan a diferentes tiempos durante el experimento y a veces se combinan para formar ensambles más grandes; son los responsables de la dinámica de la actividad de los microcircuitos neuronales en condiciones control. En la parte inferior de la figura 2 se cuantifica la suma de las neuronas activas en cada momento del registro. Hay una gran similitud entre este histograma y un registro de campo obtenido con un electrodo (no se muestra).



Figura 2. Ensambles neuronales discernidos de acuerdo a la similitud en los patrones de disparo correlacionado entre sus elementos. Situación control: actividad basal en la corteza motora de ratón. Arriba, gráfica de tipo raster con las neuronas ordenadas y coloreadas de acuerdo a su pertenencia a un determinado ensamble, se observan siete ensambles. Abajo, histograma de la actividad sumada de todas las neuronas a lo largo del tiempo. Observe la similitud de este histograma con un registro de potencial de campo.

Minutos después de la aplicación de bicuculina se comienza a observar actividad neuronal epileptiforme: se hace evidente la presencia de una dinámica totalmente distinta a la situación control (figura 3). Este comportamiento puede continuar por varios minutos mientras dure la aplicación de la solución proconvulsivante de líquido cefalorraquídeo modificado.

La coactividad de las neuronas muestra una dinámica de espiga-onda muy diferente al histograma control. Observe que todos los ensambles registrados en condiciones control confluyen en dos ensambles dominantes de elementos correlacionados14 que pueden incluso disparar en conjunto generando actividad hipersincrónica.

Figura 3. Ensambles neuronales discernidos de acuerdo a la similitud en los patrones de disparo correlacionado entre sus elementos. Situación representando un modelo agudo de actividad epileptiforme. Todos los ensambles neuronales observados en la situación control confluyen en dos macro-ensambles neuronales que dominan la actividad del microcircuito. Ambos ensambles pueden disociarse o confluir en una actividad neuronal hipersincrónica. El histograma de co-actividad presenta un patrón espiga-onda.




Se obtuvieron las redes neuronales asociadas a los experimentos de las figuras 2 y 3 (figura 4). En la situación control existe una variedad de ensambles y todos exhiben conexiones funcionales que los comunican con los demás. Sin embargo; durante

Figura 4. Redes neuronales funcionales construidas a partir de la actividad en las situaciones control y epileptiforme. En esta visualización circular cada nodo (círculos que forman el perímetro de la red) representa una neurona activa durante el experimento y cada conexión funcional (líneas que unen los nodos) está dada por la actividad conjunta de esas dos neuronas en algún momento del experimento. En la situación control se observa la interacción de siete ensambles neuronales con conexiones abundantes entre ellos. En la situación epileptiforme dos grandes ensambles dominan la actividad de la red y las conexiones funcionales entre ellos no son tan abundantes como podría suponerse.

Cuando se realizan registros electrofisiológicos de neuronas piramidales individuales durante la actividad epileptiforme (en el registro mostrado se usó carbacol 100 µM, un agonista colinérgico, más bicuculina 10 µM) se observa una despolarización

la aplicación de bicuculina y bajo Mg2+ es claro que los ensambles de la situación control confluyen en sólo dos ensambles dominantes. Claramente las redes, en el mismo tejido, tienen una arquitectura distinta.

inicial hasta llegar a -55 mV exhibiéndose primero una actividad de disparo tónico, que luego deviene en transiciones recurrentes entre estados despolarizados e hiperpolarizados (figura 5) que representarían la fase clónica de la descarga.



Figura 5. Registro de una neurona piramidal durante la aplicación de fármacos pro-convulsivantes. Corteza motora de ratón mantenida in vitro. De arriba abajo: como fármaco despolarizante se aplica 30 µM de carbacol (CCH), lo que ocasiona un desplazamiento despolarizante del potencial de membrana a -55 mV exhibiendo un disparo tónico. Si además se agrega el antagonista del receptor GABAA, 10 µM de bicuculina, se inducen despolarizaciones con ráfagas de disparos alternadas por hiperpolarizaciones (descarga clónica). Estas ráfagas pueden durar por tiempos prolongados y la sincronía entre grupos de estas neuronas da origen a gráficas de tipo raster como la presentada en la figura 3.

Discusión

En el presente trabajo se reporta como utilizar la imagenología de calcio para estudiar microcircuitos neuronales de escala histológica en condiciones control y en condiciones que presentan descargas epileptiformes inducidas de manera aguda en el mismo tejido.

La imagenología de calcio es una manera indirecta de registrar la actividad eléctrica de decenas de neuronas de forma simultánea con resolución de célula única. Esta metodología necesita de un marco teórico que permita entender cómo funcionan los circuitos o




redes neuronales de escala histológica en condiciones normales. En los antecedentes se introdujó dicho marco teórico: los ensambles neuronales8,9. De manera simple postula que las neuronas que se activan juntas se conectan entre sí y refuerzan sus sinapsis mediante el uso. Esto ha sido probado de manera experimental15.

Así, al utilizar métricas de similitud y correlación, en este manuscrito se mostró que en el tejido cortical control coexisten grupos de neuronas con disparo similar y correlacionado, de acuerdo a la hipótesis mencionada. La activación secuencial de estos ensambles neuronales constituye la actividad control del microcircuito cortical. Utilizando teoría de grafos, se muestra que la red de conexiones funcionales formada a partir de estas secuencias de actividad posee numerosas conexiones entre las neuronas de los diversos ensambles. Siendo este el sustrato material de la actividad cortical control.

El hallazgo principal del presente trabajo es que si a este mismo tejido se le superfunde con líquido cerebral artificial conteniendo un antagonista de los receptores GABAA (bicuculina) al mismo tiempo que se reduce el Mg2+ extracelular, las secuencias de actividad entre los diversos ensambles neuronales se pierden.

Como es sabido, la superfusión con esta solución es proconvulsivante7. Lo que se observa es que los diversos ensambles neuronales confluyen en sólo dos ensambles dominantes que atraen toda la actividad de la red, e inician descargas hipersincrónicas de tipo espiga-onda como se observa en el histograma de coactividad.

Esto es, la variedad de ensambles hallada en situación control se pierde y con ello se pierden las secuencias de actividad control, para dar lugar a descargas alternantes o simultáneas de los dos ensambles que se apropian del circuito. Paradójicamente, las conexiones funcionales entre estos dos ensambles no son tantas como podría pensarse dada la hipersincronía, lo que apunta a que el modelo agudo de generación de descargas epileptiformes no se basa tanto en la plasticidad sináptica sino en la composición iónica resultante debido a las descargas paroxísticas.

Es fácil ver que esta metodología puede ser usada para explorar otros modelos agudos de generación de crisis epileptiformes. También podría utilizase para estudiar modelos animales de epilepsia crónica así como biopsias postquirúrgicas.

El problema a resolver no sería simplemente el reproducir con resolución de célula única los diversos modelos de epilepsia experimental, si no describir los mecanismos que hacen que los diferentes ensambles hallados en el circuito control confluyan en grandes macro-ensambles con descargas paroxísticas recurrentes.

Por último, esta preparación también podría usarse como bio-ensayo para probar diversas drogas con potencial anti-convulsivante.

Financiamiento

CONACyT: Frontera 57, 251144, DGAPA-UNAM: IN201417, IN201517.



Referencias

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Carmen Rubio1, César Mendoza1, Verónica Custodio1, Edith González1, Juan C Martínez1, Carlos Castillo, Leonardo Heranádez1, Carlos Paz Tres*1


*Correspondencia: Dr. Carlos Paz . Departamento de Neurofisiología; Instituto Nacional de Neu-rología y Neurocirugía. Insurgentes Sur 3877, Col. La Fama, Delegación Tlalpan, 14269, Ciudad de México, México. Email: [email protected]

Resumen

La epilepsia es uno de los trastornos neurológicos más comunes, la hipótesis más propuesta para su fisiopatología subyacente es el desequilibrio de la actividad neuronal excitatoria e inhibitoria. El receptor de glutamato para el ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolpropiónico (AMPA) está involucrado significativamente en la actividad neuronal excitadora. Se ha demostrado una pérdida del receptor AMPA (rAMPA) en hipocampo de ratas kindled, lo que sugirió que este receptor es importante en el mecanismo de epileptogénesis. Más aún, el antogonista NQBX de los rAMPA inhibe la actividad epiléptica. La disminución de la subunidad GluR2 del rAMPA conduce a una mayor permeabilidad al calcio (Ca2+). Diversos modelos de canalopatías muestran que existe alteraciones en las células de Purkinje (CP) en las cuales expresan ampliamente rAMPA. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es revisar la relación de la actividad epiléptica y las CP.

Palabras clave: Células de Purkinje, epilepsia, modelos de canalopatías, inhibición.


Vol. 22 •Suplemento especial • Epilepsia •105 •archivosdeneurociencias.com

Epileptic activity and purkije cells

Abstract

Epilepsy is one of the most common neurological disorders, the most accepted hypothesis for its underlying pathophysiology is the imbalance of excitatory and inhibitory neuronal activity. The α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) glutamate receptor has a significant role in excitatory neuronal activity. By studying the loss of AMPA receptors (AMPAr) in hippocampus in kindled rats, it has been demonstrated that these receptors are important in the mechanism of epileptogenesis. Even more, it has been found that NQBX antagonist of AMPAr inhibits the epileptic activity. It is known that the rapid component of the excitatory current from the parallel fibers and the climbing fibers to Purkinje cells (PC) is also mediated by AMPAr, widely found in PC. In PC, glutamate mainly mediates its effects through the rapid influx of Ca2+ through voltage calcium channels, causing a depolarization of the membrane after AMPAr activation, producing release of Ca2+ from intracellular stores. Several models of channelopathies show alterations in PC, therefore, the objective of this work is to review the relationship of epileptic activity and PC.

Keywords: purkinje cells, epilepsy, models of channelopathies, inhibition.

Introducción

Las células de Purkinje (CP) se consideran en el circuito del cerebelo como las células más importantes ya que proporcionan la única salida de información de la corteza cerebelosa. Dentro del cerebelo las CP se cree que desempeñan un papel importante en el aprendizaje motor, que depende de la influencia de las entradas sinápticas glutamatérgicas a través de los axones de las células granulares, que constituyen las fibras paralelas (FP) o a través

de las fibras trepadoras (FT). Las CP pueden ser susceptibles de excitotoxicidad, debido a la liberación excesiva de glutamato proveniente de las FP o FT1 (figura 1).Las crisis epilépticas se han asociado ampliamente con la pérdida de las CP, estudios pos mortem de pacientes epilépticos muestran una pérdida generalizada de CP2,3. También, ratas con crisis epilépticas inducidas por el modelo kindling mostraron muerte celular apoptótica en las CP4.



Carmen Rubio, et al.

Figura. 1. Se muestra la sinapsis de la célula de Purkinje (CP) con la fibra paralela en donde la excitabilidad de la CP es mediada por glutamato (Glu), el cual es liberado de un botón pre-sináptico de una fibra trepadora (FT) o de una fibra paralela (FP) a la hendidura sináptica, lo que permite la apertura de los canales de N+ que despolarizan la membrana, activando un flujo de Ca2+ a través de los canales Ca2+ dependientes de voltaje (VGCC) y por activación de los receptores AMPA que son permeables a N+ y a Ca2+. Abreviaciones núcleos del cerebelo (CN); oliva inferior (OI).




La activación de los receptores no-NMDA fue suficiente para causar muerte excitotóxica de las CP cultivadas5. Mas aún, la activación de los receptores AMPA (rAMPA)es capaz también de generar excitotoxicidad en las CP por la activación de los canales de Ca2+ dependientes de voltaje (VGCCs) después de la despolarización de la membrana, aunque también se ha propuesto que esta excitotoxicidad en las CP depende de la permeabilidad directa de Ca2+.5 Adicionalmente, la estimulación de FP activa un flujo rápido de Ca2+ a través de VGCCs causado por la despolarización de la membrana y la subsecuente activación del rAMPA6.

Las CP contienen rAMPA y receptores metabotrópicos al glutamato, los rAMPA representan la clase principal de receptores glutamatérgicos en las CP, que se expresan en sinapsis de las FT7, también la sinapsis de las FP8,9. Se sabe que la 1,2,3,4-tetrahidro-6-nitro-2,3-dioxo-benzo-f-quinoxalina-7-sulfonamida disódica (NBQX) tiene un potente efecto anticonvulsivo en las crisis provocadas por el modelo kindling en ratas. Dado que NBQX es un antagonista específico de los rAMPA, se sugiere que rAMPA desempeña un papel crítico en el mecanismo de generación de crisis epilépticas inducidas por el kindling amigdalino10. La participación de los rAMPA en el fenómeno epiléptico también se ha demostrado en los ratones Stargazer, que se caracterizan por presentar ataxia y crisis convulsivas, estos ratones muestran una reducción de la función sináptica entre la CP y la FP. Stargazin es una proteína que cuando es mutada en ratones promueve la expresión y activación de los rAMPA. Por lo que se sugiere que la alteración de los rAMPA puede contribuir a la alteración de CP y crisis de ausencia11.Dentro de los modelos de canalopatías se encuentran los ratones tottering los cuales

presentan periodos de crisis de ausencia con espigas epilépticas como consecuencia de una mutación en el canal de calcio en la subunidad α2.1, esta es altamente expresada en las CP.

Estudios realizados en rebanadas compararon ratones tottering con ratones que no presentaban ninguna alteración (controles), se encontró que los ratones tottering muestraron diferencias en la transmisión glutamatérgica entre la FP y las CP, la liberación de glutamato de la FP en animales controles es a través de la activación de los canales Ca2+ P/Q, en contraste los ratones tottering que es activada por los canales de Ca2+ tipo N12. La pérdida de canales de tipo P/Q en las CP de ratones conduce a fenotipos aberrantes como ataxia, discinesia y crisis de ausencia. Estos fenotipos podrían explicarse por medio de la transmisión sináptica entre la FP con las CP que se reduce durante la estimulación a baja frecuencia en estos ratones, lo que sugiere que la alteración en la sinapsis de las CP es un factor patogénico suficiente para la iniciación de actividad epiléptica13. Adicionalmente, se han descrito alteraciones morfológicas tales como una reducción en el tamaño de las CP, también se ha cuantificado el tamaño del cerebelo como de las CP y se ha encontrado una reducción significativa en el número de células, así como del volumen total de cerebelo14.

Por otro lado, el ratón llamado Ducky presenta una mutación en el gen que codifica subunidad accesoria delta-2 alfa-2 del canal de Ca2+ y esta subunidad también es ampliamente expresada en las CP, esta mutación produce crisis de ausencia, ataxia cerebelosa y anormalidades en el árbol dendrítico de las CP15. Estos ratones exhiben atrofia en el cerebelo, los hallazgos histopatológicos muestran que estos ratones presentan CP inmaduras que incluyen múltiples dendritas primarias que se extienden de manera




anormal lateral, en lugar de centrarse en la superficie pial, y múltiples dendritas secundarias y terciarias con una dendrita apical curva y en longitud más corta cuando es comparada con una dendrita de una CP normal16.

Otros ratones llamados Leaner han mostrado manifestaciones clínicas de ataxia y convulsiones, los registros electrográficos muestran que estos animales tienen descargas epilépticas corticales, se ha encontrado que su cerebelo muestra atrofia en particular, una degeneración de las CP17. Fenotípicamente, estos ratones muestran el cerebelo reducido en tamaño, con CP inmaduras y morfología anormal de estas, incluyendo dendritas primarias múltiples y reducción en el tamaño del árbol dendrítico de las CP15,17. Registros electrográficos en las CP de estos ratones muestran que la apertura de los canales de Ca2+ es menor y por esto tienen una menor capacidad de amortiguar el Ca2+, lo que trae como consecuencia una disminución en la captación de éste en el retículo endoplasmático18.

No sólo en las canalopatias se ha mostrado alteración en las CP, también en jerbos que presentan crisis epilépticas caracterizadas por rigidez de los músculos y sacudidas en todo el cuerpo, lo que con frecuencia es desencadenado por sonidos muy fuertes o estrés. En estos animales se ha encontrado un aumento de nivel de Ca2+ en el cerebelo a causa de desfosforización y degradación intracelular del neurofilamento en las CP19.

Los canales de Na+ dependientes de voltaje son los encargados de iniciar los potenciales de acción, algunos de los fármacos antiepilépticos están dirigidos a bloquear estos canales para contrarrestar las crisis epilépticas.

Las mutaciones en los canales de sodio son responsables de la epilepsia generalizada febriles, entre otras, y se sabe que esta alteración es causada por mutaciones en el gen que codifica la subunidad alfa del canal de Na+ (SCN1A) en el cromosoma 2q, lo que tiene como consecuencia crisis epilépticas intratable asociadas con ataxia, estas alteraciones en los canales de Na+ también se han localizado en las CP20.

La participación de K+ en las CP en la epilepsia también ha comprobado con el síndrome de Christianson, un síndrome neurológico causado por mutaciones en el slc9a6 del gen que canal de K+ que se caracteriza por síntomas incluyendo epilepsia, ataxia, hipercinesia y microcefalia21. Ratones con mutación en el gen slc9a6 desarrollan degeneración de las CP22. En ratas genéticamente propensas a la epilepsia se demostró que la alteración en la neurotransmisión GABAérgica en las CP, tienen una reducción los receptores GABAA, en comparación con ratas que no tiene predisposición genética23.

Las alteraciones o la muerte de las CP en las crisis epilépticas, también se ha comprobado en la esclerosis tuberosa una enfermedad neurológica que causa trastornos epilépticos originada por la mutación que inactiva los genes que codifican para hamartin (TSC1) y tuberin (TSC2). La pérdida de TSC2 causa un aumento progresivo en el tamaño del retículo endoplasmático, así como del tamaño de la célula, estrés oxidativo y apoptosis de la CP que se asocia con déficit motores24.

En esta breve revisión, examinamos algunos de los estudios en los avances más significativos en las áreas de genética, electrofisiología y célular para poder entender los mecanismos




del daño de las CP y la participación de éstas en la actividad epiléptica. Sin embargo, falta por dilucidar los mecanismos bioquímicos, electrográficos, molecular y anatómicos de las CP en la epilepsia; esto para poder comprender su participación en la fisiopatología de esta enfermedad. Estudios de optogenética demuestran que existe una regulación de la CP ya que se ha visto que cuando estas son estimuladas se inhiben las crisis epilépticas inducidas por el ácido kaínico en el hipocampo25. De manera similar, nuestro grupo estableció que la cerebellectomía total aumenta la duración de las convulsiones generalizadas26. Una lesión específica de los núcleos cerebelosos que contienen ante todo neuronas glutamatérgicas y aspartatérgicas, y en las que las CP ejercen sus efectos inhibitorios

Agradecimientos

Un amplio reconocimiento a la Fundación Armstrong por la beca otorgada al Psic. César E. Mendoza Rosales.

sobre estos núcleos, disminuye la duración de las convulsiones electrográficas27, revierte la actividad conductual asociada con este modelo mediante un mecanismo que implica una mayor concentración del neurotransmisor GABA en el núcleo rojo28. Estos hallazgos abren una línea de investigación sobre la neurotransmisión de las CP y sus blancos sinápticos. Por lo que, se requiere de más investigación que permita conocer los mecanismos por los cuales las CP participan en el control de la actividad epiléptica.

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Vol. 22 • Suplemento especial•Epilepsia •111•archivosdeneurociencias.com

La capa granular cerebelosa en la epilepsiaVerónica Custodio Ramírez1, Leonardo Hernández López1, Carmen Rubio Osornio1, Edith González-Guevara1, Juan Carlos Martínez-Lazcano1, Carlos Castillo Pérez1, Paz Carlos1*

1Departamento de Neurofisiología, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía.

*Correspondencia: Dr. Carlos Paz, Departamento de Neurofisiología, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía. Insurgentes Sur 3877, Col. La Fama, Delegación Tlalpan, 14269 ,Ciudad de México, México. E-mail: [email protected]

Resumen

Las crisis epilépticas generadas por el modelo experimental kindling, provocan cambios funcionales, estructurales y bioquímicos en el cerebro. Pacientes con epilepsia del lóbulo temporal presentan disminución en el volumen y atrofia de la corteza cerebelar, está corteza está constituida por tres capas: molecular, de células de Purkinje y granular, ésta última formada por las células granulares que son glutamatérgicas, reciben entradas excitatorias de las fibras musgosas y entradas inhibitorias (gabaérgicas) de los axones de las células de Golgi. Las células granulares ocupan un lugar estratégico en el cerebelo, son las únicas neuronas excitatorias y por ellas se transmite la información procedente del sistema nervioso central hacia el resto de la corteza cerebelosa, existen evidencia sobre la participación del cerebelo en el control de la epilepsia, en el presente trabajo, se destacan la participación del microcircuito de la capa granular en el fenómeno epiléptico.

Palabras clave: células granulares, epilepsia, imagenología de calcio.



The cerebellar granular layer in epilepsy

Abstract

The epileptic seizures generated by the experimental model kindling cause functional, structural and biochemical changes in the brain. Patients with temporal lobe epilepsy, show decreased cerebellar volume and atrophy of the cerebellar cortex, this cortex consists of three layers: molecular, Purkinje cell and the granular layer. The last layer formed by the granule cells that are excitatory (glutamatergic), receiving excitatory inputs of the mossy fibers and inhibitory inputs of the axons of the Golgi cells. Because the granular cells are the main glutamatergic entry of the cerebellum. There are many works, on the participation of the cerebellum in the control of epilepsy, in the present work, we want to highlight the participation of the microcircuit of the granular layer in the epileptic phenomenon.

Keywords: granular cell, epilepsy, calcium imaging, cerebellum.

Introducción

La participación del cerebelo en las crisis epilépticas ha sido descrita en modelos experimentales de epilepsia1,2, así como en pacientes epilépticos3,4,5,6. Uno de los principales hallazgos experimentales de la participación cerebelosa en la epilepsia, fue demostrada en el modelo de epilepsia kindling amigdalino en gatos, los cuales presentaba un incrementa en la duración de las crisis generalizadas después de la cerebelectomía7, mientras que, la sección del pedúnculo cerebeloso superior8 y la lesión del núcleo dentado con ácido kaínico disminuyen

la duración de la actividad epiléptica9. La estimulación del núcleo fastigial del cerebelo, provoca un efecto anti-epileptogénico, en animales a los que se les ha desarrollado el modelo kindling amigdalino10. Se ha reportado una menor densidad de células de Purkinje, después de 140 electrochoques aplicados a ratas11. Las diferentes estrategias que se han desarrollado para poder dilucidar cómo participan los diferentes circuitos que componen al cerebelo, y en especial énfasis en la capa de células granulares que tienen un lugar estratégico en el cerebelo, a ellas le




llega la información proveniente del resto del sistema nervioso central, a través de las fibras musgosas y a partir de ellas al resto de la corteza cerebelosa, por lo tanto, es importante la comprensión de la función cerebelosa en su conjunto12.

Las células granulares están sinápticamente conectadas con las fibras musgosas y las células de Golgi, todas estas conexiones se forman en el interior de los glomérulos cerebelosos, cada fibra musgosa se ramifica formando decenas de glomérulos y en cada uno de ellos, hace contacto con más de 50 dendritas de diferentes células granulares. Por el contrario, cada dendrita de la célula granular hace contacto con un glomérulo diferente. Por lo tanto, existe una gran divergencia de las células granulares y las fibras musgosas produce una convergencia de células granulares. Mientras que las células Golgi presentan una divergencia con las células granulares, una célula granular puede ser inhibida por más de una célula Golgi12. Las células de Golgi proporcionan una inhibición a las células granulares. Estas células a su vez activan a las células de Golgi a través de las fibras paralelas, haciendo un feed-back inhibitorio. Las señales emitidas por las células granulares son transmitidas a las células de Purkinje y a los núcleos cerebelosos profundos13.

Estudios genéticos en diversos modelos animales han asociado alteraciones de los canales de calcio dependiente de voltaje, y se han relacionado con varias enfermedades de ratones por la presencia de mutaciones de la subunidad α12.1 de los canales de calcio de tipo P/Q. La atención se ha centrado en algunas cepas de ratones epilépticos que exhiben crisis de ausencias con patrones de descarga electrográfica. Los ratones transgénicos

tottering presentan puntas-onda en el registro electroencefalográfico, muestran una mutación en el cromosoma 8 en el gen de los canales de calcio dependientes de voltaje, relacionado con la subunidad α de los canales de calcio dependiente de voltaje14. Se ha reportado una disminución del 40% de los receptores GABAA en células granulares del cerebelo de ratones Tottering15, dato que se asocia con las crisis de ausencia característica de este ratón transgénico.

La epilepsia es un trastorno provocado por el aumento de la actividad eléctrica de las neuronas en alguna zona del cerebro, así como una alteración en los niveles de neurotransmisores excitadores que aumentan la actividad de las células nerviosas, mientras que otros tienen un nivel bajo de los neurotransmisores inhibitorios que reducen la actividad de las células nerviosas en el cerebro. Con el modelo de epilepsia kindling, se ha reportado que existe una disminución de los neurotransmisores aspartato, glutamato y GABA en cerebelo de ratas adultas16. La complejidad de los diferentes microcircuitos del cerebelo, dan pauta para estudiar la participación de los diferentes tipos celulares en el control de la epilepsia.

Estudios clínicos, han reportado atrofia a nivel de la corteza cerebelar de pacientes con epilepsia crónica del lóbulo temporal, y pérdida de células de Purkinje17, así como disminución en el volumen cerebelar18.

La corteza cerebelar tiene circuitos cerebelosos de entrada y salida que integran la información, las células de Golgi es la única fuente de inhibición de las células granulares que forman la entrada a la capa de la corteza cerebelar, por lo tanto, controlan la ganancia y el patrón temporal de descargar de las células granulares, en respuesta


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Verónica Custodio Ramírez, et al.

a la actividad aferente de las fibras musgosas19. Las fibras aferentes del pedúnculo crebeloso medio, se originan a partir de los núcleos del puente, formando las fibras musgosas, que son la principal aferente excitatoria a la corteza cerebelosa, excitando a las células granulares13. La resección del pedúnculo cerebeloso medio suprime la expresión de c-fos en el vermis del cerebelo y en los hemisferios cerebelosos de manera significativa. Estos hallazgos sugieren la fuerte implicación del pedúnculo cerebeloso medio y las fibras musgosas ponto-cerebelosa en la patofisiología de la epilepsia cerebelosa20. Por lo tanto, el conocimiento de la función de las células granulares es una clave hacia la comprensión de la función del cerebelo en la epilepsia. Ankri, et al21; reportaron que las neuronas inhibitorias de los núcleos del cerebelo proyectan a la corteza cerebelosa, y hacen contacto sináptico con las células de

Golgi, sugiriendo que ésta puede contribuir a la regulación funcional de la corteza cerebelosa por la disminución de la inhibición de las células de Golgi hacia las células granulares. Hasta el momento no existe en la literatura reporte de la las modificaciones fisiológicas, anatómicas o moleculares del circuito formado por las células granulares y las células Golgi en ratones con kindling. Las células granulares superan en número a todas las otras neuronas del cerebro22.

Una de las estrategias experimentales con las que se puede estudiar los tejidos con resolución de célula única, es la imagenología de calcio, ésta técnica se basa en que cada vez que una neurona dispara sus trenes de potenciales de acción, entra calcio al soma emitiendo un incremento en la fluorescencia del fluoróforo que con antelación fue incubado figura 1.

Figura 1. Microfotografía de una rebanada de cerebelo, indicando la posición de las tres capas moleculares, se muestra el número de células que presentaban actividad neuronal, a través de la técnica de imagenología de calcio, cada vez que una neurona dispara sus trenes de potenciales de acción, entra calcio al soma, y se puede visualizar con el fluoróforo fluo-4 AM, que al unirse al calcio emite fluorescencia. CP: células de Purkinje, las flechas blancas indican algunas de las células granulares activas.




De esta manera, cada vez que una neurona tiene un potencial de acción brilla: y coincide con registros electrofisiológicos de trenes de potenciales de acción, que corresponde a un transitorio en la señal de calcio fluorescente23. Con esta técnica podemos analizar una porción de tejido nervioso con varias decenas de neuronas incubadas con el fluoróforo. Con ayuda de una videocámara podemos tomar una película de la actividad de esa porción de tejido por varios minutos. Todas las neuronas activas en un campo se seleccionan para medir su fluorescencia en función del tiempo y poder analizar sus posibles interacciones. Diferentes grupos de investigación han utilizado la técnica de imagenología de calcio in vivo e in vitro,

se ha realizado seguimiento de la actividad de las células granulares, durante varios días en ratones condicionados al parpadeo condicionado, a medida que progresaba el aprendizaje, dos tercios de las células granulares adquieren una respuesta condicionada, cuya sincronización coincidía o precedía a los movimientos aprendidos de parpadeo24.Con el empleo de diferentes técnicas fisiológicas, anatómicas y moleculares, se puede analizar las interacciones que presentan los diferentes circuitos neuronales del cerebelo, con la finalidad de poder establecer la participación de cada tipo neuronal o de la interacción de los diferentes microcircuitos en el control de la epilepsia.

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Transportadores ABC y receptores NMDA en epilepsiaMartínez Lazcano Juan Carlos1, Olvera Pérez Karen1, González Guevara Edith1, Custodio Ramírez Verónica1, Rubio Osornio María del Carmen1, Paz Tres Carlos1*.


*Correspondencia : Dr. Carlos Paz Tres; Departamento de Neurofisiología; Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía, Insurgentes Sur 3877, Col. La Fama, Delegación Tlalpan, 14269, Ciudad de México, México. Email: [email protected]

Resumen

Palabras clave: epilepsia, fármacorresistencia, receptores NMDA, transportadores ABC.

Una de las hipótesis sobre la resistencia a los tratamientos farmacológicos en pacientes con epilepsia refractaria, de los transportadores. La excreción y recaptura de los fármacos antiepilépticos desde la barrera hemato-encefálica está determinada por la expresión de diferentes proteínas transportadoras como la glicoproteína-P (P-gp) y la proteína de resistencia a fármacos 1 (MRP1). Ambas proteínas pertenecen a un grupo de transportadores cuya actividad es dependiente de ATP, por lo que reciben el nombre de transportadores de tipo ABC (ATP binding-casette). Recién se relacionó la sobreexpresión de algunos transportadores ABC con la sobreactivación de los receptores glutamatérgicos de tipo N-metil-D-aspartato (NMDA), correlacionando con esto la excitabilidad neuronal presente en la epilepsia, con el incremento en los transportadores de eflujo de los fármacos antiepilépticos. El objetivo de esta revisión es presentar las evidencias de la relación transportadores ABC con la sobreactivación de los receptores de tipo NMDA.



ABC transporters and NMDA receptors in epilepsy

Abstract

The multidrug transporter hypothesis was proposed to describe pharmacoresistant epilepsy, which explains the resistance to pharmacological treatments in patients with refractory epilepsy. The excretion and recapture of antiepileptic drugs from the blood-brain barrier is determined by the expression of different transport proteins such as P-glycoprotein (P-gp) and multidrug resistance protein 1 (MRP1). Both proteins belong to a family of transporters; the activity of these transporters is dependent of ATP, they are called ABC (ATP binding-cassette) transporters. Recently, the overexpression of some ABC transporters and the overactivation of N-methyl-D-aspartate receptor (NMDA a type of the glutamatergic receptors) were correlated. This relates the neuronal excitability present in epilepsy, with the increase in efflux transporters of the antiepileptic drugs. The objective of this review is to explain the evidence of the ABC transporters relationship with overactivation of NMDA receptors.

Keywords: epilepsy, drug-resistant, NMDA receptors, ABC transporters.

Antecedentes

En aproximadamente el 30% de los casos de epilepsia, el régimen terapéutico con monoterapia o politerapia no logra disminuir la intensidad de las crisis convulsivas; a este fenómeno se le conoce como epilepsia refractaria o farmacorresistente. La naturaleza múltiple de los factores relacionados con el desarrollo de la epilepsia refractaria, no permite establecer la causa específica de su padecimiento. Uno de estos factores es la sobreexpresión de las proteínas transportadoras de membrana presentes en

las células endoteliales de la barrera hemato-encefálica (BHE)1 y en algunos grupos celulares como astrocitos, microglía y neuronas. La sobreexpresión de estas proteínas provoca una disminución en la concentración de los fármacos antiepilépticos disponible para ingresar al sistema nervioso central (SNC) y ejercer su acción. Las proteínas transportadoras presentes en la BHE pueden modificar las concentraciones, el alcance, la penetración del fármaco y su distribución en el SNC, factores que disminuyen el éxito de la terapia farmacológica.




Transportadores de eflujoEn el genoma humano, se describen más de 400 transportadores de membrana agrupados en dos grandes superfamilias, los transportadores dependientes de ATP (ATP binding cassette; ABC) y los transportadores de solutos (SLC). Estos transportadores fueron clonados y caracterizados en los tejidos y dominios membranales en el humano, encontrando que son en particular expresados en el epitelio del intestino, el hígado, el riñón, y en el endotelio de BHE2. Los transportadores de tipo ABC utilizan la energía de la hidrólisis del ATP para transportar al exterior de la célula diversos sustratos como fármacos y sus metabolitos3. Los transportadores de tipo ABC que se encuentran en el lado luminal de las células endoteliales de la BHE son la glicoproteína-P (P-gp), las proteínas de resistencia a multifármacos (MRP) y la proteína resistente de cáncer de mama (BCRP). Este sistema de transportadores proporciona mecanismos a través del cual la penetración de fármacos al cerebro disminuye de forma efectiva, reflejándose clínicamente en una mínima eficacia terapéutica presente en padecimientos como la demencia por VIH, la epilepsia refractaria, el dolor con etiología en el SNC, la meningitis y neoplasias cerebrales4.

Glicoproteína P y proteína de resistencia a fármacos 1 La P-gp es una glicoproteína transmembranal con un peso molecular de 170 kDa, codificada por el gen ABCB1, también conocida como MDR1. La P-gp actúa como una bomba de expulsión dependiente de ATP, reduciendo la acumulación intracelular de varias sustancias entre las que se encuentran antiepilépticos como la fenitoína, lamotrigina y el fenobarbital1,5, la mayoría de sus sustratos son moléculas hidrófobas con elevados pesos moleculares. La P-gp tiene un papel fundamental en el

transporte de fármacos lipofílicos al exterior de las células endoteliales de la BHE3, además de regular la supervivencia celular, mediante la expulsión de citocinas y la modulación del pH intracelular6. Las MRP (ABCC) son una subfamilia de proteínas transportadoras, compuesta por 13 miembros, de los cuales la MRP1 (ABCC1), MRP2 (ABCC2), MRP4 (ABCC4) y MRP5 (ABCC5), se expresan en las células endoteliales de la BHE y en los astrocitos7,8. El MRP1 es codificado por el gen ABCC1 y presenta una estructura similar que P-gp, pero con una extensión de 5 dominios transmembranales y un grupo amino terminal localizado extracelularmente, los sustratos preferentes de este transportador son aniones orgánicos que incluyen fármacos conjugados con glutatión (GSX), glucuronatos o sulfatos. Esta proteína es responsable del transporte de una gran cantidad de fármacos hidrofóbicos y del fenómeno de multirresistencia en células tumorales9.

Inhibidores de la actividad de eflujo La estrategia para disminuir la farmacorresistencia relacionada con la sobreexpresión de las proteínas de transporte, es el uso de fármacos que bloqueen su función, disminuyendo así la excreción excesiva del fármaco. Hasta la fecha se encuentran desarrolladas de tres generaciones de fármacos, con blancos terapéuticos dirigidos a disminuir la actividad de los transportadores ABC; sin embargo, la mayoría han sido probados en casos de cáncer, presentando limitantes en su aplicación clínica. Entre los compuestos de primera generación se encuentran: verapamilo, el cual es un bloqueador de canales de calcio tipo L, el cual incrementa las concentraciones de carbamazepina, cuando son administrados de forma conjunta10, ciclosporina A, la cual mostró su eficacia contra la resistencia a doxorrubicina en tumores sólidos. Ambos




compuestos se probaron en ensayos clínicos, pero se observaron efectos tóxicos en los pacientes, debido a las altas dosis requeridas11.

Los inconvenientes en el uso clínico del verapamilo y de la ciclosporina A, condujo al desarrollo de moduladores de segunda generación, en donde se desarrollo un análogo de la ciclosporina A, llamado SDZ PSC833 (valspodar), el cual fue de 10 a 20 veces más potente en líneas celulares que su predecesor12,13. Por desgracia, en los ensayos clínicos se encontró que con el uso de valspodar, se podía afectar seriamente el metabolismo y la excresión de otros fármacos. Este efecto adverso se evidenció al encontrar mayores concentraciones en suero de metabolitos citotóxicos14.La tercera generación de moduladores intenta cubrir las limitantes que presentan los de segunda generación, diseñándose moléculas que son efectivas a concentraciones nanomolares, las cuales no se metabolizan por el citocromo P450 y no afectan la farmacocinética. Los moduladores de P-gp de tercera generación que están en ensayos clínicos son: LY335979 (zosuquidar), GF120918 (elacridar), CBT-1, y XR9576 (tariquidar). Sin embargo, estas moléculas también presentan inconvenientes relacionados a alteraciones en la farmacocinética del fármaco antineoplásico, limitada especificidad a las proteínas relacionadas a P-gp y toxicidad14.

Probenecid como inhibidor de transportadores ABCEl alto costo en el diseño, generación y liberación de un fármaco, así como los tiempos necesarios para cubrir cada una de las fases preclínicas y clínicas, han llevado al reposicionamiento de fármacos, los cuales además de tener demostrada su seguridad clínica, poseen

propiedades terapéuticas aún no descritas, tal es el caso de probenecid (ácido 4-[(dipropilamino) sulfonil] benzoico), un fármaco ampliamente usado durante la segunda guerra mundial, para aumentar el tiempo de vida media de los antibióticos. Probenecid ahora se prescribe con frecuencia para el tratamiento de la gota, debido a que su carácter ácido le permite ser reconocido por los transportadores de aniones orgánicos (OAT) presentes en el túbulo proximal del riñón, son los encargados de reabsorber el ácido úrico de la orina regresándolo a la circulación sanguínea. El probenecid es capaz de inhibir la excreción renal de ciertos fármacos, aumentando así su concentración en el plasma sanguíneo prolongando su acción farmacológica. Igualmente, diversos estudios demostraron la inhibición con probenecid de la actividad de P-gp y MRP1 aumentando las concentraciones extracelulares de diversos fármacos antiepilépticos15-17. Con base en las evidencias de que probenecid inhibe al OAT de la BEH, se planteó su uso para aumentar los niveles extracelulares de ácido kinurénico, un intermediario endógeno de la vía de las kinureninas y antagonista endógeno de los receptores NMDA, obteniendo una disminución en las despolarizaciones evocadas, de forma dosis dependiente, por la sobreactivación de estos receptores18,19. Asimismo, se propuso un mecanismo alternativo para poder explicar dicho fenómeno, el cual consiste en que al aumentar el pH extracelular se puede modular la actividad del receptor NMDA, debido a que su subunidad NR2B posee un sitio sensible a pH.20. En este sentido se realizaron estudios con resultados contrastantes, ya que en ellos se demuestra que la acidificación del medio extracelular, por medio de hipercapnia, disminuye las despolarizaciones provocadas por la activación de los receptores NMDA; no obstante, en un estudio con un




Figura 1. Mecanismos propuestos sobre el efecto de probenecid ante la sobreestimulación de los receptores de tipo NMDA. La administración de probenecid podría estar disminuyendo la actividad de las glicoproteínas P-gp y MRP1, consiguiendo con esto cambios en las concentraciones de protones (H+). El incremento en la concentración de H+ inhibe al NMDAr a través del sitio regulador del receptor sensible cambios de pH. Además, la administración de probenecid podría disminuir la expresión de la subunidad NR2B y esto tener un efecto directo sobre la actividad o expresión de la sintasa del óxido nítrico neuronal (nNOS), que es una de las enzimas propuestas en la propagación de la excitabilidad neuronal, lo que representaría una modulación adicional en la actividad del NMDAr. La activación del receptor de tipo NMDA es fundamental para la propagación de las crisis, lo que repercutiría directamente sobre severidad las crisis. La disminución en la severidad de las crisis podría correlacionar con cambios en los patrones de expresión de los transportadores de tipo ABC (MDR1 y MRP1), los cuales regulan la excreción de fármacos antiepilépticos desde las neuronas y la BHE. Por otro lado, la participación de GSH que es cotransportador de cationes en la actividad de MRP1.




modelo de spreading depressions se demostró que efectivamente el probenecid aumenta los niveles extracelulares de ácidos orgánicos y pH, pero no fue un factor suficiente para disminuir el efecto de la despolarización evocada por la administración de K+.21 Lo que sugiere que otro tipo de mecanismos participan en la disminución de la despolarización por la administración del probenecid.

Receptores de glutamatérgicos de tipo NMDA Los receptores de tipo NMDA pertenecen a la familia de receptores de canal iónico activados por el aminoácido excitatorio L-glutamato (iGluRs), farmacológicamente se distinguen de otros receptores de glutamato (AMPA, kainato) por su sensibilidad al agonista sintético específico N-metil-D-aspartato (NMDA), descubierto a principios de los 60s por Curtis y Watkins antes de que el L-glutamato fuera reconocido como un neurotransmisor en el sistema nervioso de los mamíferos22,23.

El desarrollo de ensayos de unión a radioligandos y antagonistas específicos durante la década de los 70s llevó a proponer la idea de que varios receptores de aminoácidos excitatorios existían en el cerebro de mamífero, uno de los cuales era activado sólo por NMDA. Sin embargo, la clonación de la subunidad NR1 en 199124 y la posterior identificación de cuatro genes que codifican para las diferentes subunidades de la NR225 confirmó la existencia de una separada pero relacionada familia de genes, que codifican para una familia de receptores para glutamato tipo NMDA y no NMDA.

Un aspecto importante de la funcionalidad de los NMDAr, en condiciones fisiológicas anormales, es la sobreestimulación que produce excitotoxicidad que se involucra en el desarrollo de desórdenes neurodegenerativos.

Relación NMDA transportadores ABC La participación de los receptores de tipo NMDA en la generación y propagación de la epilepsia es ampliamente conocida. El desarrollo de las investigaciones sobre los mecanismos de farmacorresistencia, involucran cambios plásticos en los diferentes grupos celulares implicados en la hiperexcitabilidad, estos estudios han llevado a proponer un mecanismo que involucra el incremento en la expresión y actividad de los transportadores de tipo ABC, debido a la sobreactivación de los receptores de tipo NMDA. Estudios realizados in vitro e in vivo demostraron la activación en la transcripción de la gp-P posterior a la incubación y administración intra-hipocampal de glutamato26, asegurando que el incremento en la expresión de la P-gp está mediado por la activación del receptor NMDA, el cual parece mediar sus efectos sobre la activación transcripcional del gen que codifica a la P-gp mediante una ruta de señalización que involucra al ácido araquidónico27, en específico a la ciclooxigenasa-226, pero no a la ciclooxigenasa-1 debido a que los efecto de la señalización PGE2 son a través de su receptor EP1 que es un elemento clave en la ruta de señalización reguladora de la P-gp28. Estudios realizados en nuestro laboratorio, muestran que la relación entre la actividad del receptor de tipo NMDA y las glicoproteínas, en especifico Pgp y MRP1, puede ser bidireccional. Los resultados electrográficos de tipo patch clamp en células disociadas derivadas de hipocampo de ratas kindled, muestran diminución en las corrientes evocadas por NMDA en presencia de probenecid, lo que nos hace pensar en que la inhibición en la actividad de los transportadores de tipo ABC, puede influir en la actividad del receptor de tipo NMDA. Estos resultados aunados a las demostraciones moleculares con antelación




señaladas demostrarían una dependencia de tipo bidireccional tanto en la actividad, como en la expresión de los receptores de tipo NMDA y los transportadores de eflujo P-gp y MRP1.

PerspectivasLa coadministración de fármacos epilépticos con moléculas o fármacos que puedan disminuir la actividad de los transportadores ABC, es una estrategia terapéutica prometedora para algunos casos de epilepsia

farmacorresistente. Resultados de nuestro grupo apuntan a una relación bidireccional entre transportadores como P-pg y MRP1, no sólo en el aspecto transcripcional, sino además en la actividad de receptores glutamatérgicos como el NMDA.

Establecer las consecuencias moleculares y electrofisiológicas del uso de estas moléculas, permitirá realizar estas terapias conjuntas de una forma más eficaz y segura.

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Kindling y plasticidad neuronalEdith González Guevara1, Juan Carlos Martínez Lazcano1, Ma. Carmen Rubio Osornio1, Verónica Custodio Ramírez1, Carlos Castillo Pérez1, Leonardo Hernández López1, Carlos Paz Tres1*.1Departamento de Neurofisiología, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía

*Correspondencia:Dr. Carlos Paz Tres; Departamento de Neurofisiología, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía. Insurgentes sur 3877, Col. La Fama, Delegación Tlalpan 14269, Ciudad de México, México. Email: [email protected]

Resumen

Esta revisión describe brevemente los cambios en la remodelación de los circuitos cerebrales asociados con el modelo de epilepsia kindling. Este es utilizado para investigar la epilepsia del lóbulo temporal. En la epilepsia, el cerebro se reorganiza en respuesta al exceso de activación neuronal. Los factores que contribuyen a esta reorganización incluyen la activación de receptores para glutamato, segundos mensajeros, genes de expresión temprana, factores de transcripción, factores neurotróficos, moléculas inductoras de sprouting, síntesis de proteínas, neurogénesis y sinaptogénesis. Algunos de los cambios resultantes pueden, a su vez, contribuir a las alteraciones permanentes en la susceptibilidad de las convulsiones y a los cambios que promueven el estado epiléptico.

Palabras clave: epilepsia, kindling, plasticidad, circuitos cerebrales.

Kindling and neuronal plasticityResumen

This review focuses on the remodeling of brain circuitry associated with the kindling model of epilepsy. The kindling, has been extensively used to investigate temporal lobe epilepsy, it is now clear that the brain reorganizes itself in response to excess neural activation, as in seizure activity. The contributing factors to this reorganization include activation of glutamate receptors, second messengers, immediate early genes, transcription factors, neurotrophic factors, axon guidance molecules (sprouting), protein synthesis, neurogenesis, and synaptogenesis. Some of the resulting changes may, in turn, contribute to the permanent alterations in seizure susceptibility and to the long-term changes that promote the epileptic state.

Keywords: epilepsy, kindling, plasticity,brain circuits.



Epilepsia

La epilepsia se define como un trastorno cerebral, caracterizado por la predisposición a generar crisis que pueden producir consecuencias neurobiológicas, cognitivas y sociales1. Según datos de la organización mundial de la salud, la prevalencia actual es de 0,5-1% con una incidencia de 30-50 casos por cada 100.000 personas, siendo más frecuente en personas menores de 20 y en mayores de 60 años2,3.

Las crisis epilépticas son la manifestación clínica, de una alteración funcional cerebral transitoria, caracterizada por la descarga anómala, excesiva y sincrónica de un grupo de neuronas, las cuales, dependiendo del área afectada presentan síntomas motores, sensoriales, autonómicos o psíquicos, asociados o no a alteraciones de la conciencia.

La epilepsia es una afección crónica, de etiologías diversas, caracterizada por la repetición de crisis resultantes de la descarga excesiva de neuronas cerebrales (“crisis epilépticas”), independientemente de los síntomas clínicos o paraclínicos asociados. Estas convulsiones son episodios breves de movimientos involuntarios que pueden afectar a una parte del cuerpo (convulsiones parciales) o a su totalidad (convulsiones generalizadas) y a veces se acompañan de pérdida de la consciencia. Las descargas pueden producirse en diferentes partes del cerebro.

Las convulsiones pueden ir desde episodios muy breves de ausencia o de contracciones musculares hasta convulsiones prolongadas y graves. Su frecuencia también puede variar desde una al año hasta varias al día4.

La epileptogénesis es el proceso por el cual una red neuronal normal se transforma en hiperexcitable, lo que la hace capaz de generar crisis epilépticas de forma espontánea.

El kindling, es un modelo de epileptogénesis que semeja a las crisis parciales complejas con generalización secundaria de los humanos en el cual, no es obligatorio el daño morfológico5.

Kindling

El kindling fue descrito por Graham Goddard a finales de los 60s, es el proceso mediante el cual la estimulación eléctrica subumbral, de estructuras del sistema límbico (en especial la amígdala, corteza o hipocampo), da lugar a la aparición de crisis epilépticas secundariamente generalizadas.

Durante una fase inicial, la estimulación eléctrica induce descargas focales con escasa manifestación clínica. Sin embargo, en sesiones consecutivas, comienzan a registrarse posdescargas en el electroencéfalograma (EEG) de la corteza, hipocampo y amígdala, así como, manifestaciones de comportamiento, como automatismos orofaciales y de las patas delanteras, y levantamiento con pérdida de equilibrio, hasta progresar a crisis tónico-clónicas secundariamente generalizadas (CTCG)6.

El modelo de kindling, no involucra cambios degenerativos en el sistema nervioso; la activación progresiva y permanente de una área focal, reduce la inhibición y, reorganiza sus proyecciones generando la reestructuración del cerebro debido a la estimulación y las crisis convulsivas7-10, ver (figura A).




Figura A. Representación de la actividad electrográfica en el desarrollo del modelo kindling. Se observa el incremento en la duración de la actividad epiléptica, tanto en la amígdala como en la corteza motora. B. Incremento en la duración de la actividad epiléptica de acuerdo con el número de estimulaciones. C. Cambio en el estado conductual de la rata de acuerdo al número de estimulaciones recibidas. Una vez que la rata presenta crisis tónica clónico generalizadas, tanto la duración de la actividad epiléptica como el estado conductual, se mantienen41.

Plasticidad cerebral

La plasticidad cerebral es la adaptación funcional del sistema nervioso central para minimizar los efectos de las alteraciones estructurales o fisiológicas, sin importar la causa originaria. Los mecanismos por los que se llevan a cabo los fenómenos de plasticidad son histológicos, bioquímicos y fisiológicos, tras los cuales se observa una recuperación paulatina de las funciones perdidas11. La neuroplasticidad se expresa en cada etapa del desarrollo de los individuos, a partir de fenómenos genéticamente programados, como el crecimiento y la

migración neuronal; y también asociados a las experiencias individuales como el aprendizaje o posterior a la ocurrencia de lesiones en el sistema nervioso12.El cerebro humano cuenta con billones de neuronas interconectadas por medio de múltiples sinapsis, muchas de ellas multiplicadas o repetidas (redundancia). Las neuronas son células posmitóticas que no se reproducen a partir de sí mismas; pero que presentan cierta regeneración dendrítica y/o axonal después de algunas lesiones. Existen conexiones neuronales



Edith González Guevara, et al.

que incrementan su nivel de actividad cuando ocurre la muerte de un grupo de neuronas que dirigían una determinada función de origen (desenmascaramiento compensatorio). A este tipo de adaptaciones, siempre se asocian cambios en el balance excitatorio o inhibitorio de un grupo de sinapsis, por pérdida de la influencia de los grupos que pudieran estar afectados; con consecuencias locales y a distancia. La eficiencia de la transmisión sináptica puede también modificarse incrementando las funciones excitatorias de forma estable lo que se conoce como Long Term Potentiation (LTP) o las inhibitorias llamadas Long Term Depression (LTD)13.Cuando una neurona queda aislada funcionalmente, sin conexión sináptica, se atrofia y muere. En las sinapsis, ocurren intercambios metabólicos en los axones y en la producción de factores de protección y crecimiento en las regiones sinápticas afectadas, que interactúan con las neuronas sinápticamente relacionadas mediante elementos químicos que viajan en el flujo axonal, en ambos sentidos. Después de una lesión, varios procesos de plasticidad pueden activarse; como la supervivencia, regeneración axonal o dendrítica, colateralización, y el desenmascaramiento. La plasticidad axonal y sináptica está modulada por la acción de los neurotransmisores14.

Plasticidad en el Kindling

Cambios morfológicosEl kindling provoca cambios evidentes en el funcionamiento neuronal, los cuales pueden encontrarse en el sitio primario de estimulación y en otras regiones del cerebro (sitios secundarios). Los cambios más evidentes en el sitio primario de estimulación son:

1.La reducción del umbral para provocar una posdescarga durante la evolución del kindling y su estabilidad cuando alcanza la CTCG2.El incremento en la duración de la posdescarga durante el kindling. 3.El aumento gradual de la complejidad en la morfología de las posdescargas15,16.

Las áreas de proyección primaria que propagan los cambios electrofisiólgicos, llegan a ser más prominentes y complejas en los sitios secundarios hasta poder ser registradas en cualquier área del cerebro, durante una crisis generalizada17. Este efecto, indica que el desarrollo progresivo del kindling facilita el establecimiento de focos secundarios, en donde se requiere menor número de estímulos para producir una CTCG16-19. El kindling produce cambios permanentes en la función neuronal de otras estructuras como resultado de las interconexiones entre las regiones involucradas. Estos cambios pueden tener un correlato morfológico (a largo plazo) o neuroquímico (inmediato y a largo plazo). Los cambios que están involucrados son la formación de nuevas conexiones sinápticas o el reordenamiento de conexiones preexistentes18,20. Algunos cambios morfológicos, inducidos por el kindling son: alteraciones en la arquitectura sináptica, reorganización de las conexiones sinápticas de las fibras musgosas del hipocampo, muerte o pérdida neuronal en poblaciones neuronales del sistema límbico21. Las alteraciones de las estructuras presinápticas son modificaciones en el tamaño y la forma de la sinapsis, así como en el número y distribución de las vesículas cercanas la zona activa. En la región postsináptica, modificaciones de tamaño, forma y densidad vesicular.




También se observa incremento en la dimensión de las terminales axónicas presinápticas y de las espinas dendríticas postsinápticas; incremento en las espinas dendríticas y, en la proporción relativa de sinapsis axoespinosa22,23.

Cambios bioquímicos en el kindlingEl kindling produce cambios bioquímicos en el sistema nervioso, incremento en las concentraciones extracelulares de glutamato en áreas límbicas como el hipocampo24-26, y la amígdala27-29. Las concentraciones de GABA incrementan en las terminales sinápticas, así como cambios en receptores tanto GABAérgicos (GABAa, GABAb) como glutamatérgicos (AMPA, NMDA)30. Además, la respuesta neural debida a la estimulación kindling, activa dos clases de moléculas, los factores neurotróficos y las moléculas que activan el sprouting axonal. Los factores neurotróficos incluyen las neurotrofinas (Nerve growth factor (NGF), Brain-derived neurotrophic factor (BDNF), Neurotrophin 3 (NT-3). Las moléculas involucradas en el sprouting están menos descritas, pero hay evidencias de que al menos un miembro de la familia de receptores Eph y sus ligandos están implicadas en la generación de sprouting31.

Las neurotrofinas son proteínas secretadas con efectos potentes en la supervivencia neuronal, la diferenciación, la síntesis de neurotransmisores, la plasticidad sináptica y la excitabilidad. Las vías de transducción de señales activadas por los factores neurotróficos influyen en la progresión del kindling y el sprouting de las fibras musgosas32.La familia de receptores Eph, al igual que sus ligandos, las efrinas, controlan la fasciculación y orientación del axón. Originalmente estudiados por su papel en la topografía de la inervación durante el desarrollo neuronal, estos

receptores Eph y efrinas se expresan en la edad adulta, y su papel en la plasticidad sináptica y la respuesta a la lesión está empezando a ser entendido33-35. El kindling, también incrementa la expresión del RNA mensajero para sinapsina I (localizada en las terminales sinápticas) pero no de sinapsina II (de localización subcelular) en el giro dentado36,37.

Participación de los atrocitos en el kindlingEn la renovación de las sinapsis intervienen principalmente tres factores: 1.Los factores neurogénicos, que causan la aparición de brotes neuronales. 2.Los factores quimiotácticos o direccionales, que encauzan la orientación del crecimiento de las neuritas.3.Los factores que dirigen la elección de neurotransmisor, de interés en la maduración de la sinapsis. La formación de brotes axonales demanda dos requerimientos esenciales: la presencia de factores de crecimiento y la existencia de un sustrato apropiado para la adhesión y crecimiento de las nuevas fibras38,39. Los astrocitos, son el sustrato para el crecimiento de nuevas fibras.

La epileptogénesis produce cambios en los astrocitos, induce proliferación, hipertrofia y cambios citoesqueléticos. El cambio en la morfología de los astrocitos parece ser dependiente de la intensidad de estimulación, ocurre desde el inicio en el proceso del kindling y persiste por semanas después de la última convulsión. Además de la hipertrofia, hay aumento en la proliferación de astrocitos de hipocampo, amígdala y corteza piriforme. En conjunto estos datos sugieren que la ‘gliosis’ es una respuesta adaptativa a las convulsiones y que participa en los procesos de plasticidad40.




La renovación sináptica desempeña un papel clave en los procesos de aprendizaje y memoria. En ambos procesos, las pruebas experimentales muestran que los efectos de estímulos de muy corta duración pueden persistir por largo tiempo. Estímulos que duraron segundos o décimas de segundo en un momento de nuestra vida se recuerdan muchos años más tarde.

Conclusión La formación de sinapsis y su renovación constituyen el registro neural de larga duración. Las cuestiones principales del aprendizaje y memoria son los mecanismos de su formación y modificación, es decir, la traducción de un estímulo breve en un registro duradero modificable. Las crisis epilépticas causan una serie de cambios moleculares y celulares en el cerebro los cuales, pueden contribuir en la generación de alteraciones permanentes y en la susceptibilidad a producir convulsiones.

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